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温故10个经典排序算法(Java版)

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温故10个经典排序算法(Java版)

所谓排序,就是使一串记录,按照其中的某个或某些关键字的大小,递增或递减的排列起来的操作。排序算法,就是如何使得记录按照要求排列的方法。排序算法在很多领域得到相当地重视,尤其是在大量数据的处理方面。一个优秀的算法可以节省大量的资源。

目录

一、冒泡排序

二、选择排序

三、插入排序

四、希尔排序

五、归并排序

六、快速排序

七、堆排序

八、计数排序

九、桶排序

十、基数排序


一、冒泡排序
    public static int[] bubbleSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        return arr;
    }

二、选择排序
 public static int[] selectionSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int min = i;
            for (int j = i; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] < arr[min]) {
                    min = j;
                }
            }
            if (min != i) {
                int temp = arr[min];
                arr[min] = arr[i];
                arr[i] = temp;
            }

        }
        return arr;
    }

三、插入排序
    public static int[] insertSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            int current = arr[i + 1];
            int index = i;
            while (index >= 0 && current < arr[index]) {
                arr[index + 1] = arr[index];
                index--;
            }
            arr[index + 1] = current;
        }
        return arr;
    }

四、希尔排序
  public static int[] shellSort(int[] arr) {
        int len = arr.length;
        int gap = len / 2;
        while (gap > 0) {
            for (int i = gap; i < len; i++) {
                int temp = arr[i];
                int index = i - gap;
                while (index >= 0 && arr[index] > temp) {
                    arr[index + gap] = arr[index];
                    index -= gap;
                }
                arr[index + gap] = temp;
            }
            gap /= 2;
        }
        return arr;
    }

五、归并排序
 public static void mergeSort(int[] arr) {
        //在排序前,先建好一个长度等于原数组长度的临时数组,避免递归中频繁开辟空间
        int[] temp = new int[arr.length];
        sort(arr, 0, arr.length - 1, temp);
    }

    private static void sort(int[] arr, int left, int right, int[] temp) {
        if (left < right) {
            int mid = (left + right) / 2;
            //左边归并排序,使得左子序列有序
            sort(arr, left, mid, temp);
            //右边归并排序,使得右子序列有序
            sort(arr, mid + 1, right, temp);
            //将两个有序子数组合并操作
            merge(arr, left, mid, right, temp);
        }
    }

    private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right, int[] temp) {
        //左序列指针
        int i = left;
        //右序列指针
        int j = mid + 1;
        //临时数组指针
        int t = 0;
        while (i <= mid && j <= right) {
            if (arr[i] <= arr[j]) {
                temp[t++] = arr[i++];
            } else {
                temp[t++] = arr[j++];
            }
        }
        //将左边剩余元素填充进temp中
        while (i <= mid) {
            temp[t++] = arr[i++];
        }
        //将右序列剩余元素填充进temp中
        while (j <= right) {
            temp[t++] = arr[j++];
        }
        t = 0;
        //将temp中的元素全部拷贝到原数组中
        while (left <= right) {
            arr[left++] = temp[t++];
        }
    }

六、快速排序
    public static void quickSort(int[] arr, int low, int hight) {
        if (low < hight) {
            int privotpos = partition(arr, low, hight);
            quickSort(arr, low, privotpos - 1);
            quickSort(arr, privotpos + 1, hight);
        }
    }

    public static int partition(int[] arr, int low, int hight) {
        int privot = arr[low];
        while (low < hight) {
            while (low < hight && arr[hight] >= privot) --hight;
            arr[low] = arr[hight];
            while (low < hight && arr[low] <= privot) ++low;
            arr[hight] = arr[low];
        }
        arr[low] = privot;
        return low;
    }

七、堆排序
 public static int[] heapSort(int[] arr) {
        int len = arr.length;
        //初始化堆,构造一个最大堆
        for (int i = (len / 2 - 1); i >= 0; i--) {
            heapAdjust(arr, i, len);
        }
        //将堆顶的元素和最后一个元素交换,并重新调整堆
        for (int i = len - 1; i > 0; i--) {
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[0];
            arr[0] = temp;

            heapAdjust(arr, 0, i);
        }
        return arr;
    }


    public static void heapAdjust(int[] arr, int index, int length) {
        //保存当前结点的下标
        int max = index;
        //当前节点左子节点的下标
        int lchild = 2 * index;
        //当前节点右子节点的下标
        int rchild = 2 * index + 1;
        if (length > lchild && arr[max] < arr[lchild]) {
            max = lchild;
        }
        if (length > rchild && arr[max] < arr[rchild]) {
            max = rchild;
        }
        //若此节点比其左右孩子的值小,就将其和最大值交换,并调整堆
        if (max != index) {
            int temp = arr[index];
            arr[index] = arr[max];
            arr[max] = temp;
            heapAdjust(arr, max, length);
        }

    }

八、计数排序
public static int[] countingSort(int[] arr) {
        if (arr.length == 0) {
            return arr;
        }
        int bias, min = arr[0], max = arr[0];
        //找出最小值和最大值
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] < min) {
                min = arr[i];
            }
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }
        //偏差
        bias = 0 - min;
        //新开辟一个数组
        int[] bucket = new int[max - min + 1];
        //数据初始化为0
        Arrays.fill(bucket, 0);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            bucket[arr[i] + bias] += 1;
        }
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < bucket.length; i++) {
            int len = bucket[i];
            while (len > 0) {
                arr[index++] = i - bias;
                len--;
            }
        }
        return arr;
    }

九、桶排序
public static void bucketSort(int[] arr) {
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            max = Math.max(max, arr[i]);
            min = Math.min(min, arr[i]);
        }
        //桶数
        int bucketNum = (max - min) / arr.length + 1;
        List> bucketArr = new ArrayList<>(bucketNum);
        for (int i = 0; i < bucketNum; i++) {
            bucketArr.add(new ArrayList());
        }
        //将每个元素放入桶
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            int num = (arr[i] - min) / (arr.length);
            bucketArr.get(num).add(arr[i]);
        }
        //对每个桶进行排序
        for (int i = 0; i < bucketArr.size(); i++) {
            Collections.sort(bucketArr.get(i));
        }
        //将排序结果转为数组
        int index = 0;
        for (int i = 0; i < bucketArr.size(); i++) {
            if (bucketArr.get(i).size() > 0) {
                for (int j = 0; j < bucketArr.get(i).size(); j++) {
                    arr[index++] = bucketArr.get(i).get(j);
                }
            }
        }
    }

十、基数排序
 public static int[] radixSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2)
            return arr;
        // 1.先算出最大数的位数;
        int max = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            max = Math.max(max, arr[i]);
        }
        int maxDigit = 0;
        while (max != 0) {
            max /= 10;
            maxDigit++;
        }
        int mod = 10, div = 1;
        List> bucketList = new ArrayList>();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            bucketList.add(new ArrayList());
        }
        for (int i = 0; i < maxDigit; i++, mod *= 10, div *= 10) {
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                int num = (arr[j] % mod) / div;
                bucketList.get(num).add(arr[j]);
            }
            int index = 0;
            for (int j = 0; j < bucketList.size(); j++) {
                for (int k = 0; k < bucketList.get(j).size(); k++) {
                    arr[index++] = bucketList.get(j).get(k);
                }
                bucketList.get(j).clear();
            }
        }
        return arr;
    }

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