Java中的冒泡排序,选择排序,插入排序以及快速排序

一、冒泡排序(Bubble Sort):

算法步骤:

1、比较相邻的第一个和第二个数,如果第一个比第二个大,相互交换

2、继续比较后边每一个相邻元素,从第一个到最后一个,使得这次排序后最后一个是最大的。

3、重复步骤12,最后一个除外

4、重复步骤123,直到结束。

算法图解:

bubble_sort.gif

代码实现:

public static void main(String[] args) {
    int arr[] = {3,6,8,5,5,7,4,1,9,2,8};
    for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
        for (int j = 0; j < arr.length-i-1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j+1]){
                int temp = arr[j+1];
                arr[j+1] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

结果输出:[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 8, 8, 9]

二、选择排序(Selection Sort):

算法步骤:

1、在未排序的序列中寻找最小(最大)的数,放到第一个位置

2、重复第一步,将找到的最小(最大)的数,放到未排序序列的第一个位置。

3、重复上面的步骤,直到排序完成。

算法图解:

selection_sort.gif

代码实现:

public static void main(String[] args) {
    int arr[] = {3,6,8,5,5,7,4,1,9,2,8};
    for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
        int minIndex=i;//预设一个最小值(最大值)
        for (int j = i+1; j <arr.length ; j++) {
            if (arr[j]<arr[minIndex]){//寻找最小值,并将记录最小值的下标
                minIndex = j;
            }
        }
        if (minIndex != i){//将最小值放在未排序序列的第一位
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = temp;
        }
    }
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}

结果输出:[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 8, 8, 9]

三、插入排序(Insertion Sort):

算法步骤:

1、将序列的第一个元素认为已经排过序了,从下一个元素开始;

2、将下一个元素取出,与后往前的向以排过序的元素比较,如果已排序的这个数比取出的数要大,则将这个已排序的数向后移一位。

3、重复第二步,取出的元素继续往前比较,直到找到找到已排序的元素比它小,将取出的数插入该位置后边

4、重复上面的步骤,直到排序完成。

算法图解:

insertion_sort.gif

代码实现:

public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {3,6,8,5,5,7,4,1,9,2,8};
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            int preIndex = i-1;//认为i-1的元素已经排序
            int getOut = arr[i];//将第i个元素取出与前边的数相比较
            while (preIndex>=0 && getOut<arr[preIndex]){//如果取出的元素小于前边的元素,前边元素往后移一位
                arr[preIndex+1] = arr[preIndex];
                preIndex -= 1;
            }
            arr[preIndex+1] = getOut;//前边的数小于取出的数,将取出的数插入中间
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

结果输出:[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 8, 8, 9]

四、快速排序(QuickSort)

算法步骤:

1、从序列中随机选择一个数当作基准(一般选择第一个数)

2、重新排列顺序,将所有比基准小的数排在基准左边,所有比基准大的数放在基准的右边(相同的数可以放在任意一边)这时基准就将数列分为两块区域,左边的都比它小,右边的都比它大

3、通过递归将基准左边和右边的序列分别再次重复上面的操作,直到数列排序完成。

算法图解:

random_quick_sort.gif

代码实现:

public static void main(String[] args) {
    int arr[] = {3,6,8,5,5,7,4,1,9,2,8};
    quickSort(arr,0,arr.length-1);
    System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
public static void quickSort(int[] arr,int start,int end){
    if (start>=end){
        return;
    }
    int pivot = arr[start];//将第一个值作为基准
    int left = start;
    int right = end;
    while (left<right){
        while (left<right && arr[right]>=pivot){
            right--;
        }
        arr[left] = arr[right];
        while (left<right && arr[left]<pivot){
            left++;
        }
        arr[right] = arr[left];
    }
    arr[left] = pivot;
    quickSort(arr,start,left-1);//递归排序基准左边
    quickSort(arr,left+1,end);//递归排序基准右边
}

结果输出:[1, 2, 3, 4, 5, 5, 6, 7, 8, 8, 9]

在上面四种排序中,冒泡排序是最经典的排序方法,但是效率比较低,快速排序的效率在这几种排序里面是最快的。

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