Part1直接插入排序

經(jīng)常碰到這樣一類(lèi)排序問(wèn)題：把新的數(shù)據(jù)插入到已經(jīng)排好的數(shù)據(jù)列中。

1. 將第一個(gè)數(shù)和第二個(gè)數(shù)排序，然后構(gòu)成一個(gè)有序序列
2. 將第三個(gè)數(shù)插入進(jìn)去，構(gòu)成一個(gè)新的有序序列。
3. 對(duì)第四個(gè)數(shù)、第五個(gè)數(shù)……直到最后一個(gè)數(shù)，重復(fù)第二步。

如何寫(xiě)寫(xiě)成代碼：

1. 首先設(shè)定插入次數(shù)，即循環(huán)次數(shù)，for(int i=1;i<length;i++)，1個(gè)數(shù)的那次不用插入。
2. 設(shè)定插入數(shù)和得到已經(jīng)排好序列的最后一個(gè)數(shù)的位數(shù)。insertNum和j=i-1。
3. 從最后一個(gè)數(shù)開(kāi)始向前循環(huán)，如果插入數(shù)小于當(dāng)前數(shù)，就將當(dāng)前數(shù)向后移動(dòng)一位。
4. 將當(dāng)前數(shù)放置到空著的位置，即j+1。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public void insertSort(int[] a){
    int length=a.length;//數(shù)組長(zhǎng)度，將這個(gè)提取出來(lái)是為了提高速度。
    int insertNum;//要插入的數(shù)
    for(int i=1;i<length;i++){//插入的次數(shù)
        insertNum=a[i];//要插入的數(shù)
        int j=i-1;//已經(jīng)排序好的序列元素個(gè)數(shù)
        while(j>=0&&a[j]>insertNum){//序列從后到前循環(huán)，將大于insertNum的數(shù)向后移動(dòng)一格
            a[j+1]=a[j];//元素移動(dòng)一格
            j--;
        }
        a[j+1]=insertNum;//將需要插入的數(shù)放在要插入的位置。
    }
}

Part2希爾排序

對(duì)于直接插入排序問(wèn)題，數(shù)據(jù)量巨大時(shí)。

1. 將數(shù)的個(gè)數(shù)設(shè)為n，取奇數(shù)k=n/2，將下標(biāo)差值為k的書(shū)分為一組，構(gòu)成有序序列。
2. 再取k=k/2 ，將下標(biāo)差值為k的書(shū)分為一組，構(gòu)成有序序列。
3. 重復(fù)第二步，直到k=1執(zhí)行簡(jiǎn)單插入排序。

如何寫(xiě)成代碼：

1. 首先確定分的組數(shù)。
2. 然后對(duì)組中元素進(jìn)行插入排序。
3. 然后將length/2，重復(fù)1,2步，直到length=0為止。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public  void sheelSort(int[] a){
    int d  = a.length;
    while (d!=0) {
        d=d/2;
        for (int x = 0; x < d; x++) {//分的組數(shù)
            for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {//組中的元素，從第二個(gè)數(shù)開(kāi)始
                int j = i - d;//j為有序序列最后一位的位數(shù)
                int temp = a[i];//要插入的元素
                for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {//從后往前遍歷。
                    a[j + d] = a[j];//向后移動(dòng)d位
                }
                a[j + d] = temp;
            }
        }
    }
}

Part3簡(jiǎn)單選擇排序

常用于取序列中最大最小的幾個(gè)數(shù)時(shí)。

(如果每次比較都交換，那么就是交換排序；如果每次比較完一個(gè)循環(huán)再交換，就是簡(jiǎn)單選擇排序。)

1. 遍歷整個(gè)序列，將最小的數(shù)放在最前面。
2. 遍歷剩下的序列，將最小的數(shù)放在最前面。
3. 重復(fù)第二步，直到只剩下一個(gè)數(shù)。

如何寫(xiě)成代碼：

1. 首先確定循環(huán)次數(shù)，并且記住當(dāng)前數(shù)字和當(dāng)前位置。
2. 將當(dāng)前位置后面所有的數(shù)與當(dāng)前數(shù)字進(jìn)行對(duì)比，小數(shù)賦值給key，并記住小數(shù)的位置。
3. 比對(duì)完成后，將最小的值與第一個(gè)數(shù)的值交換。
4. 重復(fù)2、3步。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public void selectSort(int[] a) {
    int length = a.length;
    for (int i = 0; i < length; i++) {//循環(huán)次數(shù)
        int key = a[i];
        int position=i;
        for (int j = i + 1; j < length; j++) {//選出最小的值和位置
            if (a[j] < key) {
                key = a[j];
                position = j;
            }
        }
        a[position]=a[i];//交換位置
        a[i]=key;
    }
}

Part4堆排序

對(duì)簡(jiǎn)單選擇排序的優(yōu)化。

1. 將序列構(gòu)建成大頂堆。
2. 將根節(jié)點(diǎn)與最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)交換，然后斷開(kāi)最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
3. 重復(fù)第一、二步，直到所有節(jié)點(diǎn)斷開(kāi)。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public  void heapSort(int[] a){
  System.out.println("開(kāi)始排序");
  int arrayLength=a.length;
  //循環(huán)建堆  
  for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){
      //建堆  

      buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);
      //交換堆頂和最后一個(gè)元素  
      swap(a,0,arrayLength-1-i);
      System.out.println(Arrays.toString(a));
  }
}
private  void swap(int[] data, int i, int j) {
  // TODO Auto-generated method stub  
  int tmp=data[i];
  data[i]=data[j];
  data[j]=tmp;
}
//對(duì)data數(shù)組從0到lastIndex建大頂堆  
private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {
  // TODO Auto-generated method stub  
  //從lastIndex處節(jié)點(diǎn)（最后一個(gè)節(jié)點(diǎn)）的父節(jié)點(diǎn)開(kāi)始  
  for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){
      //k保存正在判斷的節(jié)點(diǎn)  
      int k=i;
      //如果當(dāng)前k節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)存在  
      while(k*2+1<=lastIndex){
          //k節(jié)點(diǎn)的左子節(jié)點(diǎn)的索引  
          int biggerIndex=2*k+1;
          //如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k節(jié)點(diǎn)的右子節(jié)點(diǎn)存在  
          if(biggerIndex<lastIndex){
              //若果右子節(jié)點(diǎn)的值較大  
              if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){
                  //biggerIndex總是記錄較大子節(jié)點(diǎn)的索引  
                  biggerIndex++;
              }
          }
          //如果k節(jié)點(diǎn)的值小于其較大的子節(jié)點(diǎn)的值  
          if(data[k]<data[biggerIndex]){
              //交換他們  
              swap(data,k,biggerIndex);
              //將biggerIndex賦予k，開(kāi)始while循環(huán)的下一次循環(huán)，重新保證k節(jié)點(diǎn)的值大于其左右子節(jié)點(diǎn)的值  
              k=biggerIndex;
          }else{
              break;
          }
      }
  }
}

Part5冒泡排序

一般不用。

1. 將序列中所有元素兩兩比較，將最大的放在最后面。
2. 將剩余序列中所有元素兩兩比較，將最大的放在最后面。
3. 重復(fù)第二步，直到只剩下一個(gè)數(shù)。

如何寫(xiě)成代碼：

1. 設(shè)置循環(huán)次數(shù)。
2. 設(shè)置開(kāi)始比較的位數(shù)，和結(jié)束的位數(shù)。
3. 兩兩比較，將最小的放到前面去。
4. 重復(fù)2、3步，直到循環(huán)次數(shù)完畢。歡迎關(guān)注公眾號(hào)"Java學(xué)習(xí)之道",查看更多干貨

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public void bubbleSort(int[] a){
  int length=a.length;
  int temp;
  for(int i=0;i<a.length;i++){
      for(int j=0;j<a.length-i-1;j++){
          if(a[j]>a[j+1]){
              temp=a[j];
              a[j]=a[j+1];
              a[j+1]=temp;
          }
      }
  }
}

Part6快速排序

要求時(shí)間最快時(shí)。

1. 選擇第一個(gè)數(shù)為p，小于p的數(shù)放在左邊，大于p的數(shù)放在右邊。
2. 遞歸的將p左邊和右邊的數(shù)都按照第一步進(jìn)行，直到不能遞歸。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {   
  if (start < end) {   
      int base = numbers[start]; // 選定的基準(zhǔn)值（第一個(gè)數(shù)值作為基準(zhǔn)值）   
      int temp; // 記錄臨時(shí)中間值   
      int i = start, j = end;   
      do {   
          while ((numbers[i] < base) && (i < end))   
              i++;   
          while ((numbers[j] > base) && (j > start))   
              j--;   
          if (i <= j) {   
              temp = numbers[i];   
              numbers[i] = numbers[j];   
              numbers[j] = temp;   
              i++;   
              j--;   
          }   
      } while (i <= j);   
      if (start < j)   
          quickSort(numbers, start, j);   
      if (end > i)   
          quickSort(numbers, i, end);   
  }   
}

Part7歸并排序

速度僅次于快排，內(nèi)存少的時(shí)候使用，可以進(jìn)行并行計(jì)算的時(shí)候使用。

1. 選擇相鄰兩個(gè)數(shù)組成一個(gè)有序序列。
2. 選擇相鄰的兩個(gè)有序序列組成一個(gè)有序序列。
3. 重復(fù)第二步，直到全部組成一個(gè)有序序列。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {   
  int t = 1;// 每組元素個(gè)數(shù)   
  int size = right - left + 1;   
  while (t < size) {   
      int s = t;// 本次循環(huán)每組元素個(gè)數(shù)   
      t = 2 * s;   
      int i = left;   
      while (i + (t - 1) < size) {   
          merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));   
          i += t;   
      }   
      if (i + (s - 1) < right)   
          merge(numbers, i, i + (s - 1), right);   
  }   
}   
private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {   
  int[] B = new int[data.length];   
  int s = p;   
  int t = q + 1;   
  int k = p;   
  while (s <= q && t <= r) {   
      if (data[s] <= data[t]) {   
          B[k] = data[s];   
          s++;   
      } else {   
          B[k] = data[t];   
          t++;   
      }   
      k++;   
  }   
  if (s == q + 1)   
      B[k++] = data[t++];   
  else  
      B[k++] = data[s++];   
  for (int i = p; i <= r; i++)   
      data[i] = B[i];   
}

Part8基數(shù)排序

用于大量數(shù)，很長(zhǎng)的數(shù)進(jìn)行排序時(shí)。

1. 將所有的數(shù)的個(gè)位數(shù)取出，按照個(gè)位數(shù)進(jìn)行排序，構(gòu)成一個(gè)序列。
2. 將新構(gòu)成的所有的數(shù)的十位數(shù)取出，按照十位數(shù)進(jìn)行排序，構(gòu)成一個(gè)序列。

代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public void sort(int[] array) {
    //首先確定排序的趟數(shù);     
    int max = array[0];
    for (int i = 1; i < array.length; i++) {
        if (array[i] > max) {
            max = array[i];
        }
    }
    int time = 0;
    //判斷位數(shù);     
    while (max > 0) {
        max /= 10;
        time++;
    }
    //建立10個(gè)隊(duì)列;     
    List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
        queue.add(queue1);
    }
    //進(jìn)行time次分配和收集;     
    for (int i = 0; i < time; i++) {
        //分配數(shù)組元素;     
        for (int j = 0; j < array.length; j++) {
            //得到數(shù)字的第time+1位數(shù);   
            int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
            ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);
            queue2.add(array[j]);
            queue.set(x, queue2);
        }
        int count = 0;//元素計(jì)數(shù)器;     
        //收集隊(duì)列元素;     
        for (int k = 0; k < 10; k++) {
            while (queue.get(k).size() > 0) {
                ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
                array[count] = queue3.get(0);
                queue3.remove(0);
                count++;
            }
        }
    }
}