九大排序演算法（Java實現）
阿新 • • 發佈：2020-11-21
1、氣泡排序
public class Bubble_sort { /** * 公共氣泡排序介面 * @param arr 帶排序陣列 */ public static void sort(int[] arr) { if (arr == null) return; int len = arr.length; for (int j = len - 1; j > 0; j--) { for (int i = 0; i < j; i++) { if (arr[i] > arr[j]) { swap(arr, i, j); } } } } /** * 通用交換方法 * @param arr 陣列 * @param i 元素1索引 * @param j 元素2索引 */ private static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } }
2、選擇排序
public class Select_sort { /** * 選擇排序公共介面 * @param arr */ public static void sort(int[] arr) { if (arr == null) return; int len = arr.length; for (int j = len - 1; j > 0; j--) { int max = j; for (int i = 0; i <= j; i++) { if (arr[i] >= arr[max]) { max = i; } swap(arr, max, j); } } } /** * 通用交換方法 * @param arr 陣列 * @param i 元素1索引 * @param j 元素2索引 */ private static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } }
3、插入排序
public class Insertion_sort { /** * 插入排序 * @param arr 待排序陣列 */ public static void sort(int[] arr) { if (arr == null) return; // 待排序區間 [1...len-1] for (int j = 1; j < arr.length; j++) { // 比較元素 int key = arr[j]; int i = j - 1; while (i >= 0 && arr[i] > key) { arr[i + 1] = arr[i]; i--; } arr[i + 1] = key; } } }
4、快速排序
public class Quick_sort {
private static final int MIN_VALUE = 7;
public static void sort(int[] arr) {
if (arr == null) return;
sorting(arr, 0, arr.length - 1);
}
private static void sorting(int[] arr, int lo, int hi) {
if (lo >= hi) return;
if (hi- lo <= MIN_VALUE) Insertion_sort.sort(arr);
// 切分點
int p = partition(arr, lo, hi);
sorting(arr, lo, p - 1);
sorting(arr, p + 1, hi);
}
/**
* 切分方法
* @param arr 陣列
* @param lo 左邊界
* @param hi 右邊界
* @return
*/
private static int partition(int[] arr, int lo, int hi) {
int key = arr[hi];
// 右邊界
int right = lo - 1;
for (int i = lo; i < hi; i++) {
if (arr[i] <= key) {
right++;
swap(arr, right, i);
}
}
swap(arr, right + 1, hi);
return right + 1;
}
/**
* 通用陣列交換
* @param arr 陣列
* @param a 元素1索引
* @param b 元素2索引
*/
private static void swap(int[] arr, int a, int b) {
int temp = arr[a];
arr[a] = arr[b];
arr[b] = temp;
}
}
6、歸併排序
public class Merge_sort {
/**
* 轉為插入排序的臨界值
*/
private static final int MIN_SIZE = 7;
/**
* 公共歸併排序
* @param arr 待排序陣列
*/
public static void sort(int[] arr) {
if (arr == null) return;
int[] temp = new int[arr.length];
sorting(arr, temp, 0, arr.length - 1);
}
/**
* 歸併排序（私有）
*/
private static void sorting(int[] arr, int[] temp, int lo, int hi) {
if (lo >= hi) return;
// less than MIN_SIZE user insertion_sort
if (hi - lo <= MIN_SIZE) Insertion_sort.sort(arr);
int mid = (lo + hi) >>> 1;
sorting(arr, temp, lo, mid);
sorting(arr, temp, mid + 1, hi);
merge(arr, temp, lo, mid, hi);
}
/**
* 歸併方法
*/
private static void merge(int[] arr, int[] temp, int lo, int mid, int hi) {
for (int i = lo; i <= hi; i++) {
temp[i] = arr[i];
}
int i = lo;
int j = mid + 1;
for (int k = lo; k <= hi; k++) {
if (i > mid) {
arr[k] = temp[j++];
} else if (j > hi) {
arr[k] = temp[i++];
} else if (temp[i] <= temp[j]) {
arr[k] = temp[i++];
} else {
arr[k] = temp[j++];
}
}
}
}
7、堆排序
public class Heap_sort {
/**
* 公共堆排序方法
* @param arr
*/
public static void sort(int[] arr) {
int len = arr.length;
// 1.堆有序
for (int k = (len / 2) - 1; k >= 0; k--) {
sink(arr, k, len);
}
// 2.交換，調整
while (len > 1) {
swap(arr, 0, len - 1);
len--;
sink(arr, 0, len);
}
}
/**
* 下沉操作
* 構建堆有序：任意節點大於等於其子節點的值
*/
public static void sink(int[] arr, int k, int len) {
while ((2 * k + 1) < len) {
int idx = 2 * k + 1;
if (idx < len - 1 && arr[idx] < arr[idx + 1]) {
idx++;
}
// already heap sorted
if (arr[idx] <= arr[k]) break;
swap(arr, k, idx);
k = idx;
}
}
/**
* 通用陣列元素交換方法
* @param arr 陣列
* @param i 元素 1下標
* @param j 元素 2下標
*/
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
8、希爾排序
public class Shell_sort {
public static void sort(int[] arr) {
int len = arr.length;
int h = 1;
while (h < len / 3) {
h = 3 * h + 1;
}
while (h >= 1) {
// 內部包裹一個插入排序
for (int j = h; j < len; j++) {
int key = arr[j];
int i = j - h;
while (i >= 0 && arr[i] > key) {
arr[i + h] = arr[i];
i -= h;
}
arr[i + h] = key;
}
h = h / 3;
}
}
// 陣列交換
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
9、計數排序
public class Count_sort {
public static void sort(int[] arr, int max) {
int[] aus = new int[max + 1];
// 統計
for (int num : arr) {
aus[num] += 1;
}
// 重寫
int idx = 0;
for (int i = 0; i < aus.length; i++) {
while (aus[i] != 0) {
arr[idx] = i;
idx++;
aus[i] -= 1;
}
}
}
}