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给你介绍4种排序方法及源码,供参考
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1.冒泡排序
主要思路: 从前往后依次交换两个相邻的元素,大的交换到后面,这样每次大的数据就到后面,每一次遍历,最大的数据到达最后面,时间复杂度是O(n^2)。
public static void bubbleSort(int[] arr){
for(int i =0; i arr.length - 1; i++){
for(int j=0; j arr.length-1; j++){
if(arr[j] arr[j+1]){
arr[j] = arr[j]^arr[j+1];
arr[j+1] = arr[j]^arr[j+1];
arr[j] = arr[j]^arr[j+1];
}
}
}
}
2.选择排序
主要思路:每次遍历序列,从中选取最小的元素放到最前面,n次选择后,前面就都是最小元素的排列了,时间复杂度是O(n^2)。
public static void selectSort(int[] arr){
for(int i = 0; i arr.length -1; i++){
for(int j = i+1; j arr.length; j++){
if(arr[j] arr[i]){
arr[j] = arr[j]^arr[i];
arr[i] = arr[j]^arr[i];
arr[j] = arr[j]^arr[i];
}
}
}
}
3.插入排序
主要思路:使用了两层嵌套循环,逐个处理待排序的记录。每个记录与前面已经排好序的记录序列进行比较,并将其插入到合适的位置,时间复杂度是O(n^2)。
public static void insertionSort(int[] arr){
int j;
for(int p = 1; p arr.length; p++){
int temp = arr[p]; //保存要插入的数据
//将无序中的数和前面有序的数据相比,将比它大的数,向后移动
for(j=p; j0 temp arr[j-1]; j--){
arr[j] = arr[j-1];
}
//正确的位置设置成保存的数据
arr[j] = temp;
}
}
4.希尔排序
主要思路:用步长分组,每个分组进行插入排序,再慢慢减小步长,当步长为1的时候完成一次插入排序, 希尔排序的时间复杂度是:O(nlogn)~O(n2),平均时间复杂度大致是O(n^1.5)
public static void shellSort(int[] arr){
int j ;
for(int gap = arr.length/2; gap 0 ; gap/=2){
for(int i = gap; i arr.length; i++){
int temp = arr[i];
for(j = i; j=gap temparr[j-gap]; j-=gap){
arr[j] = arr[j-gap];
}
arr[j] = temp;
}
}
}
public class ShellSort {
//交换数组元素
private static void swap(int[] a, int i, int j) {
int t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t;
}
public static void sort(int[] a) {
int h = 1;
while (h a.length / 3) {//寻找合适的间隔h
h = 3 * h + 1;
}
while (h = 1) {
//将数组变为间隔h个元素有序
for (int i = h; i a.length; i++) {
//间隔h插入排序
for (int j = i; j = h a[j] a[j - h]; j -= h) {
swap(a, j, j - h);
}
}
h /= 3;
}
}
}
本节内容是排序算法系列之一: 希尔排序 ,主要讲解了希尔排序的主体思路,选取了一个待排序的数字列表对希尔排序算法进行了演示,给出了希尔排序算法的 Java 代码实现,帮助大家可以更好的理解希尔排序算法。
希尔排序(Shell Sort),是计算机科学与技术领域中较为简单的一种排序算法。
希尔排序是插入排序的一种,有时候也被称为 “缩小增量排序”。它是插入排序的改进版,与插入排序的不同之处在于,希尔排序会优先比较距离较远的元素。希尔排序是按照其设计者希尔(Donald Shell)的名字命名而来,并于 1959 年公布出来。
在介绍完希尔排序之后,我们一起来看一下希尔排序的实现步骤具体是什么样的吧。这里我们假设待排序的序列为 [9,2,11,7,12,5],我们按照从小到大的序列进行排序。
选择一个增量序列 k1,k2, … km,其中 k1k2…km=1,即增量序列大小依次减小,并且最后一个增量序列大小为 1。
按照增量序列的个数 m,对整个待排序序列进行 m 趟排序。
每一趟排序,根据对应的增量 ki,需要将待排序的序列分成对应长度的子序列,分别在子序列上面进行直接插入排序。当且仅当增量序列为 1 时,整个序列作为一个整体处理。
其实,上面的 步骤 1 和 步骤 2 都是在排序之前进行的处理,选择对应的增量。上面的 步骤 3 每执行一次,就相当于是进行了一次插入排序,只是每次都会选择一个增量,将整个待排序序列按照增量进行划分,然后在对应增量上面进行插入排序。接下来,让我们用上面的待排序数字队列 [9,2,11,7,12,5] 进行整个算法步骤的排序演示工作。
按照 2.1 节的排序步骤,我们需要先选择对应的希尔排序中的增量值,按照一般性的原则,我们可以将增量按照待排序的序列长度依次整除 2,直到增量为 1 停止,得到对应的增量。如下:
接着,我们调用 2.1 中的 步骤 2, 步骤 3 ,按照增量值的取法,依次进行对应序列的插入排序,首先我们取增量值为 3,对应排序示例如下:
在完成增量为 3 的插入排序之后,我们接着进行增量为 1 的插入排序,这个步骤其实跟我们之前的插入排序步骤完全一致。整个过程如下:
从上面的示例可以看出,其实整个希尔排序的过程,就是根据增量大小依次进行插入排序,本质上还是针对插入排序的一种优化。
在说明希尔排序的整个过程之后,接下来,我们看看如何用 Java 代码实现希尔排序算法。
运行结果如下:
代码中的第 8 行初始化一个需要排序的数组,后面按照从小到大的排序规则,实现了数组的排序。第 12 行至 30 行是整个希尔排序的流程。第 14 行代码表示希尔排序中的增量每次整除 2 取得,第 17 行至 25 行是一个 for 循环结构,表明按照增量进行插入排序。最后第 32 行代码输出排序好的数组。
本节主要学习了希尔排序算法,通过本节课程的学习,需要熟悉希尔排序的算法流程,知道希尔排序算法的实现思路,可以自己用代码实现希尔排序算法。至此,我们已经学习了排序算法中的冒泡排序、插入排序、选择排序、希尔排序。