概述

在計算器科學與數學中，一個排序算法（英語：Sorting algorithm）是一種能將一串數據依照特定排序方式進行排列的一種算法。本文將總結幾類常用的排序算法，包括冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序和歸并排序，分別使用Java代碼實現，簡要使用圖例方式介紹其實現原理。

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算法原理及實現

1、冒泡排序

• 原理圖

• 理解

通過重復地遍歷要排序的列表，比較每對相鄰的項目，并在順序錯誤的情況下交換它們。

• Java Code

public class BubbleSort {// logic to sort the elementspublic static void bubble_srt(int array[]) {int n = array.length;int k;for (int m = n; m >= 0; m--) {for (int i = 0; i < n - 1; i++) {k = i + 1;if (array[i] > array[k]) {swapNumbers(i, k, array);}}printNumbers(array);}}private static void swapNumbers(int i, int j, int[] array) {int temp;temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}private static void printNumbers(int[] input) {for (int i = 0; i < input.length; i++) {System.out.print(input[i] + ", ");}System.out.println("\n");}public static void main(String[] args) {int[] input = { 4, 2, 9, 6, 23, 12, 34, 0, 1 };bubble_srt(input);} }

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2、選擇排序

• 原理圖

• 理解

內部循環查找下一個最小（或最大）值，外部循環將該值放入其適當的位置。

• Java Code

public class SelectionSort {public static int[] doSelectionSort(int[] arr){for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++){int index = i;for (int j = i + 1; j < arr.length; j++)if (arr[j] < arr[index]) index = j;int smallerNumber = arr[index]; arr[index] = arr[i];arr[i] = smallerNumber;}return arr;}public static void main(String a[]){int[] arr1 = {10,34,2,56,7,67,88,42};int[] arr2 = doSelectionSort(arr1);for(int i:arr2){System.out.print(i);System.out.print(", ");}} }

冒泡排序和選擇排序的區別

1、冒泡排序是比較相鄰位置的兩個數，而選擇排序是按順序比較，找最大值或者最小值；2、冒泡排序每一輪比較后，位置不對都需要換位置，選擇排序每一輪比較都只需要換一次位置；3、冒泡排序是通過數去找位置，選擇排序是給定位置去找數。

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3、插入排序

• 原理圖

• 理解

每一步將一個待排序的記錄，插入到前面已經排好序的有序序列中去，直到插完所有元素為止。

• Java Code

public class InsertionSort {public static void main(String a[]){int[] arr1 = {10,34,2,56,7,67,88,42};int[] arr2 = doInsertionSort(arr1);for(int i:arr2){System.out.print(i);System.out.print(", ");}}public static int[] doInsertionSort(int[] input){int temp;for (int i = 1; i < input.length; i++) {for(int j = i ; j > 0 ; j--){if(input[j] < input[j-1]){temp = input[j];input[j] = input[j-1];input[j-1] = temp;}}}return input;} }

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4、快速排序

• 原理圖

• 理解

將原問題分解為若干個規模更小，但結構與原問題相似的子問題，遞歸地解這些子問題，然后將這些子問題的解組合為原問題的解。

• Java Code

public class QuickSort {private int array[];private int length;public void sort(int[] inputArr) {if (inputArr == null || inputArr.length == 0) {return;}this.array = inputArr;length = inputArr.length;quickSort(0, length - 1);}private void quickSort(int lowerIndex, int higherIndex) {int i = lowerIndex;int j = higherIndex;// calculate pivot number, I am taking pivot as middle index numberint pivot = array[lowerIndex+(higherIndex-lowerIndex)/2];// Divide into two arrayswhile (i <= j) {/*** In each iteration, we will identify a number from left side which * is greater then the pivot value, and also we will identify a number * from right side which is less then the pivot value. Once the search * is done, then we exchange both numbers.*/while (array[i] < pivot) {i++;}while (array[j] > pivot) {j--;}if (i <= j) {exchangeNumbers(i, j);//move index to next position on both sidesi++;j--;}}// call quickSort() method recursivelyif (lowerIndex < j)quickSort(lowerIndex, j);if (i < higherIndex)quickSort(i, higherIndex);}private void exchangeNumbers(int i, int j) {int temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}public static void main(String a[]){MyQuickSort sorter = new MyQuickSort();int[] input = {24,2,45,20,56,75,2,56,99,53,12};sorter.sort(input);for(int i:input){System.out.print(i);System.out.print(" ");}} }

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5、歸并排序

• 原理圖

• 理解

將待排序的數列分成若干個長度為1的子數列，然后將這些數列兩兩合并；得到若干個長度為2的有序數列，再將這些數列兩兩合并；得到若干個長度為4的有序數列，再將它們兩兩合并；直接合并成一個數列為止。

• Java Code

public class MergeSort {private int[] array;private int[] tempMergArr;private int length;public static void main(String a[]){int[] inputArr = {45,23,11,89,77,98,4,28,65,43};MyMergeSort mms = new MyMergeSort();mms.sort(inputArr);for(int i:inputArr){System.out.print(i);System.out.print(" ");}}public void sort(int inputArr[]) {this.array = inputArr;this.length = inputArr.length;this.tempMergArr = new int[length];doMergeSort(0, length - 1);}private void doMergeSort(int lowerIndex, int higherIndex) {if (lowerIndex < higherIndex) {int middle = lowerIndex + (higherIndex - lowerIndex) / 2;// Below step sorts the left side of the arraydoMergeSort(lowerIndex, middle);// Below step sorts the right side of the arraydoMergeSort(middle + 1, higherIndex);// Now merge both sidesmergeParts(lowerIndex, middle, higherIndex);}}private void mergeParts(int lowerIndex, int middle, int higherIndex) {for (int i = lowerIndex; i <= higherIndex; i++) {tempMergArr[i] = array[i];}int i = lowerIndex;int j = middle + 1;int k = lowerIndex;while (i <= middle && j <= higherIndex) {if (tempMergArr[i] <= tempMergArr[j]) {array[k] = tempMergArr[i];i++;} else {array[k] = tempMergArr[j];j++;}k++;}while (i <= middle) {array[k] = tempMergArr[i];k++;i++;}} }

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常見排序算法復雜度

原文鏈接
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總結

以上是生活随笔為你收集整理的常用排序算法总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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