算法(二)--冒泡排序,选择排序,插入排序,希尔排序,快速排序

给定数组 int[] arr = {3,6,8,4,7,5,9,1,2,0};
使用至少三种方法对数组arr排序(作者这里使用Java实现)

算法基础
    /**
     * 冒泡排序(下沉排序)
     * @param numbers
     */
    public static void bubbleSort(int[] numbers)
    {
        int len = numbers.length;//数组长度
        
        int temp = 0;//交换变量
        
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
                if (numbers[j] > numbers[j + 1]) {
                    temp = numbers[j];
                    
                    numbers[j] = numbers[j + 1];
                    
                    numbers[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
    
    /**
     * 选择排序
     * @param numbers
     */
    public static void selectSort(int[] numbers)
    {
        int len = numbers.length;//获取数组长度
         
        int temp = 0;//交换变量
        
        int j = 0;//把j放外面,提高效率
        
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
            int k = i;//要把记录下标定义在外部,写到内循环里是找不到的
            for (j = k + 1; j < len; j++) {
                if (numbers[k] > numbers[j]) {
                    
                    k = j;//记录内层循环最小数下标
                    
                }
            }
            if (i != k) {//判断是不是同一个数,同一个数就不用换啦
                
                temp = numbers[i];
                
                numbers[i] = numbers[k];
                
                numbers[k] = temp;
                
            }
        }
    }
    
    /**
     * 插入排序
     * @param numbers
     */
    public static void insertSort(int[] numbers)
    {
        int len = numbers.length;//数组长度
        
        int j = 0;//把j放外面,提高效率
        
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            int k = numbers[i];//依次接收数组中每个元素的值
            for (j = i; j > 0 && k < numbers[j - 1]; j--) {//从第二个数开始,如果比前面的数小,前面元素依次后移
                numbers[j] = numbers[j - 1];
            }
            numbers[j] = k;//把元素放到前面
        }
    }   
    
    /**
     * 希尔排序(也叫shell排序)
     * @param list
     */
    package test_03;

public class Test14 {

    public static void shellSort(int[] numbers)
    {
        int len = numbers.length / 2;
        
        while (len >= 1) {
            //把距离为 len 的元素编为一个组,扫描所有组
            for (int i = len; i < numbers.length; i++) {
                
                int j = 0;
                
                int temp = numbers[i];
                
                //对距离为 len 的元素进行排序
                for (j = i - len;j >= 0 && temp < numbers[j]; j = j - len) {
                    
                    numbers[j + len] = numbers[j];
                    
                }
                        numbers[j + len] = temp;
            }
            len = len / 2;//减小增量
        }
    }


    /**
     * 快速排序
     * @param 数组
     * @param 左节点(开始位置)
     * @param 右节点(结束位置)
     */
    static void quick_sort(int s[], int left, int right)    
    {    
        if (left < right)
        {    
            //Swap(s[l], s[(l + r) / 2]); //将中间的这个数和第一个数交换 参见注1
            int l = left;
            int r = right;
            int temp = s[left];
            
            while (l < r)
            {    
                while(l < r && s[r] >= temp)//从右向左找第一个小于x的数
                    r--;
                  
                if(l < r)//如果找到了比x小的数,则把这个数放进坑,并i++
                    s[l++] = s[r];
                    
                while(l < r && s[l] < temp)// 从左向右找第一个大于等于x的数
                    l++;
                  
                if(l < r)
                    s[r--] = s[l];
            }    
            //退出时,i等于j。将x填到这个坑中。  
            s[l] = temp;
                 
            quick_sort(s, left, l - 1);// 递归调用     
            quick_sort(s, l + 1, right);
        }
}

    public static void main(String[] args) {
        
        int[] arr = {3,6,8,4,7,5,9,1,2,0};
        
        System.out.println("原始数据:");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        
        //调用排序方法
        insertSort(arr);
        
        System.out.println("排序后数据");
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
排序说明
  1. 插入排序:插入排序基本操作就是将一个数据插入到已经排好序的有序数据中,从而得到一个新的、个数加一的有序数据,算法适用于少量数据的排序,时间复杂度为O(n^2)。是稳定的排序方法。插入排序的基本思想是:每步将一个待排序的纪录,按其关键码值的大小插入前面已经排序的文件中适当位置上,直到全部插入完为止。
  2. 选择排序:选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法。
  3. 冒泡排序:冒泡排序(Bubble Sort),是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
  4. 快速排序:快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
  5. 归并排序:归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。
  6. 希尔排序:希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种。也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。
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