java语言 百分网手机站

java的常见排序方法

时间:2018-06-12 java语言 我要投稿

  复制代码 代码如下:

  package com.test;

  import java.util.Random;

  /**

  * 排序测试类

  *

  * 排序算法的分类如下: 1.插入排序(直接插入排序、折半插入排序、希尔排序); 2.交换排序(冒泡泡排序、快速排序);

  * 3.选择排序(直接选择排序、堆排序); 4.归并排序; 5.基数排序。

  *

  * 关于排序方法的选择: (1)若n较小(如n≤50),可采用直接插入或直接选择排序。

  * 当记录规模较小时,直接插入排序较好;否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人,应选直接选择排序为宜。

  * (2)若文件初始状态基本有序(指正序),则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜;

  * (3)若n较大,则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法:快速排序、堆排序或归并排序。

  *

  */

  public class Sort {

  /**

  * 初始化测试数组的方法

  *

  * @return 一个初始化好的数组

  */

  public int[] createArray() {

  Random random = new Random();

  int[] array = new int[10];

  for (int i = 0; i < 10; i++) {

  array[i] = random.nextInt(100) - random.nextInt(100);// 生成两个随机数相减,保证生成的数中有负数

  }

  System.out.println("==========原始序列==========");

  printArray(array);

  return array;

  }

  /**

  * 打印数组中的元素到控制台

  *

  * @param source

  */

  public void printArray(int[] data) {

  for (int i : data) {

  System.out.print(i + " ");

  }

  System.out.println();

  }

  /**

  * 交换数组中指定的两元素的位置

  *

  * @param data

  * @param x

  * @param y

  */

  private void swap(int[] data, int x, int y) {

  int temp = data[x];

  data[x] = data[y];

  data[y] = temp;

  }

  /**

  * 冒泡排序----交换排序的一种

  * 方法:相邻两元素进行比较,如有需要则进行交换,每完成一次循环就将最大元素排在最后(如从小到大排序),下一次循环是将其他的数进行类似操作。

  * 性能:比较次数O(n^2),n^2/2;交换次数O(n^2),n^2/4

  *

  * @param data

  * 要排序的数组

  * @param sortType

  * 排序类型

  * @return

  */

  public void bubbleSort(int[] data, String sortType) {

  if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,从小排到大

  // 比较的轮数

  for (int i = 1; i < data.length; i++) {

  // 将相邻两个数进行比较,较大的数往后冒泡

  for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {

  if (data[j] > data[j + 1]) {

  // 交换相邻两个数

  swap(data, j, j + 1);

  }

  }

  }

  } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小

  // 比较的轮数

  for (int i = 1; i < data.length; i++) {

  // 将相邻两个数进行比较,较大的数往后冒泡

  for (int j = 0; j < data.length - i; j++) {

  if (data[j] < data[j + 1]) {

  // 交换相邻两个数

  swap(data, j, j + 1);

  }

  }

  }

  } else {

  System.out.println("您输入的排序类型错误!");

  }

  printArray(data);// 输出冒泡排序后的数组值

  }

  /**

  * 直接选择排序法----选择排序的一种

  * 方法:每一趟从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素, 顺序放在已排好序的数列的最后,直到全部待排序的数据元素排完。

  * 性能:比较次数O(n^2),n^2/2

  * 交换次数O(n),n

  * 交换次数比冒泡排序少多了,由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多,所以选择排序比冒泡排序快。

  * 但是N比较大时,比较所需的CPU时间占主要地位,所以这时的性能和冒泡排序差不太多,但毫无疑问肯定要快些。

  *

  * @param data

  * 要排序的数组

  * @param sortType

  * 排序类型

  * @return

  *

  */

  public void selectSort(int[] data, String sortType) {

  if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,从小排到大

  int index;

  for (int i = 1; i < data.length; i++) {

  index = 0;

  for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {

  if (data[j] > data[index]) {

  index = j;

  }

  }

  // 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数

  swap(data, data.length - i, index);

  }

  } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小

  int index;

  for (int i = 1; i < data.length; i++) {

  index = 0;

  for (int j = 1; j <= data.length - i; j++) {

  if (data[j] < data[index]) {

  index = j;

  }

  }

  // 交换在位置data.length-i和index(最大值)两个数

  swap(data, data.length - i, index);

  }

  } else {

  System.out.println("您输入的排序类型错误!");

  }

  printArray(data);// 输出直接选择排序后的数组值

  }

  /**

  *

  * 插入排序

  *

  * 方法:将一个记录插入到已排好序的有序表(有可能是空表)中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。

  * 性能:比较次数O(n^2),n^2/4

  * 复制次数O(n),n^2/4

  * 比较次数是前两者的一般,而复制所需的CPU时间较交换少,所以性能上比冒泡排序提高一倍多,而比选择排序也要快。

  *

  * @param data

  * 要排序的数组

  * @param sortType

  * 排序类型

  */

  public void Sort(int[] data, String sortType) {

  if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,从小排到大

  // 比较的轮数

  for (int i = 1; i < data.length; i++) {

  // 保证前i+1个数排好序

  for (int j = 0; j < i; j++) {

  if (data[j] > data[i]) {

  // 交换在位置j和i两个数

  swap(data, i, j);

  }

  }

  }

  } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小

  // 比较的轮数

  for (int i = 1; i < data.length; i++) {

  // 保证前i+1个数排好序

  for (int j = 0; j < i; j++) {

  if (data[j] < data[i]) {

  // 交换在位置j和i两个数

  swap(data, i, j);

  }

  }

  }

  } else {

  System.out.println("您输入的排序类型错误!");

  }

  printArray(data);// 输出插入排序后的数组值

  }

  /**

  *

  * 反转数组的方法

  *

  * @param data

  * 源数组

  */

  public void reverse(int[] data) {

  int length = data.length;

  int temp = 0;// 临时变量

  for (int i = 0; i < length / 2; i++) {

  temp = data[i];

  data[i] = data[length - 1 - i];

  data[length - 1 - i] = temp;

  }

  printArray(data);// 输出到转后数组的值

  }

  /**

  *

  * 快速排序

  *

  * 快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个序列(list)分为两个子序列(sub-lists)。

  *

  * 步骤为:

  * 1. 从数列中挑出一个元素,称为 "基准"(pivot),

  * 2.重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分割之后,该基准是它的最后位置。这个称为分割(partition)操作。

  * 3. 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

  *

  * 递回的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递回下去,但是这个算法总会结束,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

  *

  * @param data

  * 待排序的数组

  * @param low

  * @param high

  * @see SortTest#qsort(int[], int, int)

  * @see SortTest#qsort_desc(int[], int, int)

  *

  */

  public void quickSort(int[] data, String sortType) {

  if (sortType.equals("asc")) { // 正排序,从小排到大

  qsort_data, 0, data.length - 1);

  } else if (sortType.equals("desc")) { // 倒排序,从大排到小

  qsort_desc(data, 0, data.length - 1);

  } else {

  System.out.println("您输入的排序类型错误!");

  }

  }

  /**

  *

  * 快速排序的具体实现,排正序

  *

  * @param data

  * @param low

  * @param high

  */

  private void qsort_int data[], int low, int high) {

  int i, j, x;

  if (low < high) { // 这个条件用来结束递归

  i = low;

  j = high;

  x = data[i];

  while (i < j) {

  while (i < j && data[j] > x) {

  j--; // 从右向左找第一个小于x的数

  }

  if (i < j) {

  data[i] = data[j];

  i++;

  }

  while (i < j && data[i] < x) {

  i++; // 从左向右找第一个大于x的数

  }

  if (i < j) {

  data[j] = data[i];

  j--;

  }

  }

  data[i] = x;

  qsort_data, low, i - 1);

  qsort_data, i + 1, high);

  }

  }

  /**

  *

  * 快速排序的具体实现,排倒序

  *

  * @param data

  * @param low

  * @param high

  *

  */

  private void qsort_desc(int data[], int low, int high) {

  int i, j, x;

  if (low < high) { // 这个条件用来结束递归

  i = low;

  j = high;

  x = data[i];

  while (i < j) {

  while (i < j && data[j] < x) {

  j--; // 从右向左找第一个小于x的数

  }

  if (i < j) {

  data[i] = data[j];

  i++;

  }

  while (i < j && data[i] > x) {

  i++; // 从左向右找第一个大于x的数

  }

  if (i < j) {

  data[j] = data[i];

  j--;

  }

  }

  data[i] = x;

  qsort_desc(data, low, i - 1);

  qsort_desc(data, i + 1, high);

  }

  }

  /**

  *

  * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(递归)

  *

  * 查找线性表必须是有序列表

  *

  * @paramdataset

  * @paramdata

  * @parambeginIndex

  * @paramendIndex

  * @returnindex

  *

  */

  public int binarySearch(int[] dataset, int data, int beginIndex,int endIndex) {

  int midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于mid = (low + high)

  // / 2,但是效率会高些

  if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex] || beginIndex > endIndex)

  return -1;

  if (data < dataset[midIndex]) {

  return binarySearch(dataset, data, beginIndex, midIndex - 1);

  } else if (data > dataset[midIndex]) {

  return binarySearch(dataset, data, midIndex + 1, endIndex);

  } else {

  return midIndex;

  }

  }

  /**

  *

  * 二分查找特定整数在整型数组中的位置(非递归)

  *

  * 查找线性表必须是有序列表

  *

  * @paramdataset

  * @paramdata

  * @returnindex

  *

  */

  public int binarySearch(int[] dataset, int data) {

  int beginIndex = 0;

  int endIndex = dataset.length - 1;

  int midIndex = -1;

  if (data < dataset[beginIndex] || data > dataset[endIndex] || beginIndex > endIndex)

  return -1;

  while (beginIndex <= endIndex) {

  midIndex = (beginIndex + endIndex) >>> 1; // 相当于midIndex =

  // (beginIndex +

  // endIndex) / 2,但是效率会高些

  if (data < dataset[midIndex]) {

  endIndex = midIndex - 1;

  } else if (data > dataset[midIndex]) {

  beginIndex = midIndex + 1;

  } else {

  return midIndex;

  }

  }

  return -1;

  }

  public static void main(String[] args) {

  Sort sortTest = new Sort();

  int[] array = sortTest.createArray();

  System.out.println("==========冒泡排序后(正序)==========");

  sortTest.bubbleSort(array, "asc");

  System.out.println("==========冒泡排序后(倒序)==========");

  sortTest.bubbleSort(array, "desc");

  array = sortTest.createArray();

  System.out.println("==========倒转数组后==========");

  sortTest.reverse(array);

  array = sortTest.createArray();

  System.out.println("==========选择排序后(正序)==========");

  sortTest.selectSort(array, "asc");

  System.out.println("==========选择排序后(倒序)==========");

  sortTest.selectSort(array, "desc");

  array = sortTest.createArray();

  System.out.println("==========插入排序后(正序)==========");

  sortTest.Sort(array, "asc");

  System.out.println("==========插入排序后(倒序)==========");

  sortTest.Sort(array, "desc");

  array = sortTest.createArray();

  System.out.println("==========快速排序后(正序)==========");

  sortTest.quickSort(array, "asc");

  sortTest.printArray(array);

  System.out.println("==========快速排序后(倒序)==========");

  sortTest.quickSort(array, "desc");

  sortTest.printArray(array);

  System.out.println("==========数组二分查找==========");

  System.out.println("您要找的数在第" + sortTest.binarySearch(array, 74)

  + "个位子。(下标从0计算)");

  }

  }