数据结构和算法之排序算法

【冒泡排序】

基本介绍

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从前向后（从下标较小的元素开始）,依次比较
相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就象水底下的气泡一样逐渐向上冒。

代码实现

package com.yan.sort;

public class BubbleSort {

    @Test//测试排序功能
    public void fun1(){
        int arr[] = {3, 9, -1, 10, -2};

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //测试冒泡排序
        bubbleSort(arr);

        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void bubbleSort(int[] arr){
        int temp = 0;
        boolean flag = false;
        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]){
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j+1];
                    arr[j+1] = temp;
                    flag = true;
                }
            }
            if(!flag){
                break;
            }else{
                flag = false;
            }
        }
    }
}

【选择排序】

基本介绍

选择排序（select sorting）也是一种简单的排序方法。它的基本思想是：第一次从 arr[0]~arr[n-1]中选取最小值，
与 arr[0]交换，第二次从 arr[1]~arr[n-1]中选取最小值，与 arr[1]交换，第三次从 arr[2]~arr[n-1]中选取最小值，与 arr[2]
交换，…，第 i 次从 arr[i-1]~arr[n-1]中选取最小值，与 arr[i-1]交换，…, 第 n-1 次从 arr[n-2]~arr[n-1]中选取最小值，
与 arr[n-2]交换，总共通过 n-1 次，得到一个按排序码从小到大排列的有序序列。

代码实现

package com.yan.sort;

public class SelectSort {

    @Test//测试排序功能
    public void fun1(){
        int arr[] = {3, 9, -1, 10, -2};

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //测试选择排序
        selectSort(arr);

        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void selectSort(int[] arr){

        for(int i = 0;i < arr.length - 1;i++){
            int minIndex = i;
            int min = arr[i];
            for(j = i + 1;j < arr.length;j++){
                if(min > arr[j]){
                    min = arr[j];
                    minIndex = j;
                }
            }
            if(minIndex != i){
                arr[minIndex] = arr[i];
                arr[i] = min;
            }
        }
    }
}

【插入排序】

基本介绍

插入排序（Insertion Sorting）的基本思想是：把 n 个待排序的元素看成为一个有序表和一个无序表，开始时有
序表中只包含一个元素，无序表中包含有 n-1 个元素，排序过程中每次从无序表中取出第一个元素，把它的排
序码依次与有序表元素的排序码进行比较，将它插入到有序表中的适当位置，使之成为新的有序表。

代码实现

package com.yan.sort;

public class InsertSort {

    @Test//测试排序功能
    public void fun1(){
        int arr[] = {3, 9, -1, 10, -2};

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //测试插入排序
        insertSort(arr);

        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void insertSort(int[] arr){

        for(int i = 1;i < arr.length;i++){
            int insertValue = arr[i];
            int insertIndex = i - 1;
            if(arr[i] < arr[insertIndex]){
                while(insertIndex >= 0 && insertValue < arr[insertIndex]){
                    arr[insertIndext+1] = arr[insertIndex];
                    insertIndext--;
                }
                arr[insertIndext+1] = insertValue;
            }

        }
    }
}

【希尔排序】

基本介绍

希尔排序是希尔（Donald Shell）于 1959 年提出的一种排序算法。希尔排序也是一种插入排序，它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本，也称为缩小增量排序。

希尔排序是把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序；随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减至 1 时，整个文件恰被分成一组，算法便终止

代码实现

package com.yan.sort;

public class ShellSort {

    @Test//测试排序功能
    public void fun1(){
        int arr[] = {3, 9, -1, 10, -2};

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //测试希尔择排序
        shellSort(arr);

        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void shellSort(int[] arr){

        for(int gap = arr.length/2;gap > 0;gap /= 2){
            for(int i = gap;i < arr.length;i++){
                int j = i;
                int temp = arr[j];
                if(arr[j] < arr[j-gap]){
                    while(j - gap >= 0 && temp < arr[j-gap]){
                        arr[j] = arr[j-gap];
                        j -= gap;
                    }
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

【快速排序】

基本介绍

快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两
部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排
序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列

代码实现

package com.yan.sort;

public class QuickSort {

    @Test//测试排序功能
    public void fun1(){
        int arr[] = {3, 9, -1, 10, -2};

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //测试快速择排序
        quickSort(arr,0,arr.length-1);

        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void quickSort(int[] arr,int left,int right){

        int t;
        if(left > right){
            return;
        }
        int l = left;
        int r = right;
        int temp = arr[left];//基准数\
        while(l<r){
            //先看右边
            while(l < r && temp <= arr[r]){
                r--;
            }
            //在看左边
            while(l < r && temp >= arr[l]){
                l++;
            }
            if(l<r){
                t = arr[l];
                arr[l] = arr[r];
                arr[r] = t;
            }
        }

        arr[left] = arr[l];
        arr[l] = temp;
        //左右递归
        quickSort(arr,left,r-1);
        quickSort(arr,l+1,right);
    }
}

【归并排序】

基本介绍

归并排序（MERGE-SORT）是利用归并的思想实现的排序方法，该算法采用经典的分治（divide-and-conquer）策略（分治法将问题分(divide)成一些小的问题然后递归求解，而治(conquer)的阶段则将分的阶段得到的各答案”修补”在一起，即分而治之)。

代码实现

package com.yan.sort;

public class MergeSort {

    @Test//测试排序功能
    public void fun1(){
        int arr[] = {3, 9, -1, 10, -2};

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //测试归并排序
        mergeSort(arr,0,arr.length-1,new int[arr.length]);

        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    //分+合方法
    public static void mergetSort(int[] arr,int left,int right,int[] temp){
        if(left < right){
            int mid = (left + right) / 2;
            //向左递归进行分解
            mergeSort(arr, left, mid, temp);
            //向右递归进行分解
            mergeSort(arr, mid + 1, right, temp);
            //合并
            merge(arr, left, mid, right, temp);
        }

    }
    //合并的方法
    /**
     * 
     * @param arr 排序的原始数组
     * @param left 左边有序序列的初始索引
     * @param mid 中间索引
     * @param right 右边索引
     * @param temp 做中转的数组
     */
    public static void merget(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp){
        int i = left;
        int j = mid + 1;
        int t = 0;

        while(i <= mid && j <= right){
            if(arr[i] <= arr[j]){
                temp[t] = arr[i];
                i++;
                t++;
            }else{
                temp[t] = arr[j];
                j++;
                t++;
            }
        }

        while(i <= mid){
            temp[t] = arr[i];
            t++;
            i++;
        }
        while(j <= right){
            temp[t] = arr[j];
            t++;
            j++;
        }
        t = 0;
        int l = left;
        while(l < right){
            arr[l] = temp[t];
            l++;
            t++;
        }

    }
}

【基数排序】

基本介绍

1) 基数排序（radix sort）属于“分配式排序”（distribution sort），又称“桶子法”（bucket sort）或 bin sort，顾名思义，它是通过键值的各个位的值，将要排序的元素分配至某些“桶”中，达到排序的作用
2) 基数排序法是属于稳定性的排序，基数排序法的是效率高的稳定性排序法
3) 基数排序(Radix Sort)是桶排序的扩展
4) 基数排序是 1887 年赫尔曼·何乐礼发明的。它是这样实现的：将整数按位数切割成不同的数字，然后按每个位数分别比较。

基本思想

将所有待比较数值统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补零。然后，从最低位开始，依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后, 数列就变成一个有序序列。

代码实现

package com.yan.sort;

public class RedixSort {

    @Test//测试排序功能
    public void fun1(){
        int arr[] = {3, 9, -1, 10, -2};

        System.out.println("排序前");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

        //测试基数排序
        redixSort(arr);

        System.out.println("排序后");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }


    public static void redixSort(int[] arr) {
        int[][] bucket = new int[10][arr.length];
        int[] element = new int[10];

        //添加负数支持
        int min = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] < 0 && arr[i] < min) {
                min = arr[i];
            }
        }
        if (min < 0){
            for(int i = 0;i < arr.length;i++) {
                arr[i] -= min;
            }
        }
        int max = arr[0];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > max) {
                max = arr[i];
            }
        }
        int maxlength = (max + "").length();
        for (int i = 0,n = 1;i < maxlength;i++,n *= 10){
            for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
                int a = arr[j] / n % 10;
                bucket[a][element[a]] = arr[j];
                element[a]++;
            }

            int index = 0;
            for (int j = 0; j < bucket.length; j++) {
               if (element[j] != 0){
                   for (int k = 0; k < element[j]; k++) {
                       arr[index++] = bucket[j][k];
                   }
               }
               element[j] = 0;
            }
        }
        if (min < 0) {
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                arr[i] += min;
            }
        }
    }
}

---

施工中...