import java.util.Arrays; import java.util.Random; import java.util.ArrayList; /** * 默认升序排列 * 可以调用reverse(int[] arr)方法反转数组使之逆序 * 暂时没写完,学会一样就更新一样 */ public class Sorts{ private static Random rand = new Random(); public static void main(String[] args){ int[] a = {49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; straightInsertSort(a); System.out.println(Arrays.toString(a)); int[] b = {49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51}; radixSort(b); System.out.println(Arrays.toString(b)); } /** * 反转数组 * @param arr 待反转数组 */ public static void reverse(int[] arr){ for(int i = 0; i < arr.length/2; i++){ swap(arr, i, arr.length-1-i); } } /** * 交换数组元素 * @param arr 待交换的数组 * @param i 位置1 * @param j 位置2 */ private static void swap(int[] arr, int i , int j){ int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } /** * ---------------------直接插入排序--------------------- * 在要排序的一组数中,假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排好顺序的, * 现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数也是排好顺序的。 * 如此反复循环,直到全部排好顺序。 * @param arr 待排序数组 */ public static void straightInsertSort(int[] arr){ if(arr.length < 2) return; for(int i = 1; i < arr.length; i++){ //i左侧都已排序 int temp = arr[i]; //a[i]会变成其他值,故先转移到临时变量 int j = i -1; while(j >= 0 && temp < arr[j]){ // j+1最大值为arr.length-1,故不会越界 arr[j+1] = arr[j--]; } arr[j+1] = temp; } } /** * ---------------------希尔排序(最小增量排序)--------------------- * 基本思想:算法先将要排序的一组数按某个增量d(n/2,n为要排序数的个数)分成若干组 * 每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序 * 然后再用一个较小的增量(d/2)对它进行分组,在每组中再进行直接插入排序。 * 当增量减到1时,进行直接插入排序后,排序完成。 * @param arr 待排序数组 */ public static void shellSort(int[] arr){ int d = arr.length; if (d < 2) return; //不符合条件则退出方法 while(d > 1){ d = (d-1)/3; //网上看到的,据说d = 3d + 1是最快的排序序列 for(int i = 0; i < d; i++){ //一共拆成d个数组 for(int j = i+d; j < arr.length; j += d){ //对每个数组进行插入排序 int temp = arr[j]; int k = j-d; while(k >= 0 && temp < arr[k]){ arr[k+d] = arr[k]; k -= d; } arr[k+d] = temp; } } } } /** * ---------------------直接选择排序--------------------- * 在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换; * 然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换 * 如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。 * @param arr [description] */ public static void straightSelectSort(int[] arr){ if (arr.length < 2) return; //不符合条件则退出。 int start = 0; //起始索引 int i = 1; //遍历用的索引 int min; //最小数的索引 for(int j = 0; j <= arr.length-2; j++){ min = j; for(int k = j; k < arr.length; k++){ if (arr[k] < arr[min]) min = k; } if (min != j) swap(arr, min, j); } } /** * ---------------------堆排序--------------------- * 堆的定义如下:具有n个元素的序列(h1,h2,…,hn), * 当且仅当满足(h(i) >= h(2i), h(i) >= h(2i+1) ) * 或(h(i) <= h(2i), h(i) <= h(2i+1)) (i=1,2,…,n/2)时称之为堆。 * 在这里只讨论满足前者条件的堆。 * 由堆的定义可以看出,堆顶元素(即第一个元素)必为最大项(大顶堆)。 * 完全二叉树可以很直观地表示堆的结构。堆顶为根,其它为左子树、右子树。 * 初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树, * 调整它们的存储序,使之成为一个堆,这时堆的根节点的数最大。 * 然后将根节点与堆的最后一个节点交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。 * 依此类推,直到只有两个节点的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。 * 从算法描述来看,堆排序需要两个过程,一是建立堆,二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。 * 所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数,二是反复调用渗透函数实现排序的函数。 * @param arr [description] */ public static void heapSort(int[] arr){ } /** * ---------------------冒泡排序--------------------- * 在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数, * 自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较小的往上冒。 * 即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。 * @param arr 要排序的数组 */ public static void bubbleSort(int[] arr){ if (arr.length < 2) return; for(int i = 0; i < arr.length; i++){ for(int j = 0; j <= arr.length-2-i; j++){ if (arr[j] > arr[j+1]) swap(arr, j, j+1); } } } /** * ---------------------快速排序--------------------- * 首先在要排序的序列中选取一个中轴值,而后将序列分成三个部分, * 其中左边部分中的元素均小于中轴值,中间部分元素均等于中轴值, * 右边的部分的元素均大于中轴值, * 而后通过递归调用快速排序的过程分别对左右两个部分进行排序, * 最后将三部分结果合并即可得到最后的排序序列。 * @param arr 待排序的数组 */ public static void quickSort(int[] arr){ //快速排序入口,调用时不必填三个参数 quickSort(arr, 0, arr.length-1); } /** * 快速排序执行部分 * @param arr 待排序数组 * @param start 开始索引 * @param end 结束索引 */ private static void quickSort(int[] arr, int start, int end){ if (start >= end) return; int index = arr[start + rand.nextInt(end-start+1)]; //中轴值 int left = start, right = end; //指示左右两端未排序的边界索引 int i = start; // 用于排序 while(i <= right){ if (arr[i] < index){ //小于中轴值则移到左侧 swap(arr, left++, i++); }else if (arr[i] > index){ //大于中轴值则移到右侧 swap(arr, right--, i); //当前i位置的值未排序,故i不自增 }else{ i++; } } //排完后left左侧均为小于index的数,right右侧均为大于index的数 quickSort(arr, start, left-1); quickSort(arr, right+1, end); } /** * ---------------------归并排序--------------------- * 将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表, * 即把待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的。 * 然后再把有序子序列合并为整体有序序列。 * @param arr 待排序数组 */ public static void mergeSort(int[] arr){ mergeSort(arr, 0, arr.length-1); } /** * 归并排序递归部分 * @param arr 待排序数组 * @param start 开头索引 * @param end 末尾索引 */ private static void mergeSort(int[] arr, int start, int end){ if(start >= end) return; //一个元素则不须排序 int mid = (start + end) / 2; mergeSort(arr, start, mid); //分别拆开 mergeSort(arr, mid+1, end); //经验证,这样不会数组越界 merge(arr, start, mid, mid+1, end); //归并 } /** * 归并排序合并数组 * 其中end1 + 1 = start2,拆成两部分更直观 * @param arr 待合并数组 * @param start1 左半部分开头索引 * @param end1 左半部分末尾索引 * @param start2 右半部分开头索引 * @param end2 右半部分末尾索引 */ private static void merge(int[] arr, int start1, int end1, int start2, int end2){ int[] tmp = new int[end1-start1+end2-start2+2]; //临时存放用的数组 int i = start1, j = start2, k = 0; //分别用于遍历数组 while(i <= end1 && j <= end2){ //归并排序 tmp[k++] = arr[i] <= arr[j] ? arr[i++] : arr[j++]; //若相等,则按原来的次序,优先放arr[i] } //再把剩余的数组内容存入tmp[],上一步已经排尽的数组,其i或j的值是大于下界的 while(i <= end1){ tmp[k++] = arr[i++]; } while(j <= end2){ tmp[k++] = arr[j++]; } // 最后把tmp复制回原数组 System.arraycopy(tmp, 0, arr, start1, tmp.length); } /** * 基数排序 * 将所有待比较数值(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。 * 然后,从最低位开始,依次进行一次排序。 * 这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。 * @param arr 待排序数组 */ public static void radixSort(int[] arr){ //创建Integer数组,使中间步骤不必频繁转换类型 Integer[] array = new Integer[arr.length]; for(int i = 0; i < arr.length; i++){ array[i] = arr[i]; } //创建链表用于保存同位数的数字,无法创建泛型数组,只能用这种方式 ArrayList<ArrayList<Integer>> list = new ArrayList<ArrayList<Integer>>(); for(int i = 0; i < 10; i++){ ArrayList<Integer> tmp = new ArrayList<Integer>(); list.add(tmp); } //先找出最大位数,即最大值的位数 int max = arr[0]; for(int i = 1; i < arr.length; i++){ if (max < arr[i]){ max = arr[i]; } } int place = String.valueOf(max).length(); //最大值的位数 int dividend = 1; //除数,用于置某位为个位 //开始排序 for(int i = 1; i <= place; i++){ for(Integer num : array){ //数组根据相应位数存入list list.get(num / dividend % 10).add(num); } //取出数字放回数组 int index = 0; for(ArrayList<Integer> tmp : list){ while(tmp.size() > 0){ array[index++] = tmp.get(0); tmp.remove(0); } } dividend *= 10; //进位 } //把最终结果存回arr for(int i = 0; i < arr.length; i++){ arr[i] = array[i]; } } }
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