排序算法

2019-10-08

冒泡排序`：越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端`

算法描述：

比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个；
对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，这样在最后的元素应该会是最大的数；
针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
重复步骤1~3，直到排序完成。

动画演示

Java实现

public class maopao {

    public static void main(String[] args) {
        int numbers[] = {6,8,7,9,5,13};
        int number[] = maopao(numbers);
        for (int i = 0; i<number.length;i++){
            System.out.println(number[i]+"-----");
        }
    }
    public static int[] maopao(int[] numbers){
        int size = numbers.length;
        for(int i=0;i<size-1;i++){
            for(int j=i+1;j<size;j++){
                if(numbers[i]<numbers[j]){
                    int temp = numbers[i];
                    numbers[i]=numbers[j];
                    numbers[j]=temp;
                }
            }
        }
        return numbers;
    }
}

选择排序：`首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕`

算法描述

n个记录的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。

具体算法描述如下：

初始状态：无序区为R[1…n]，有序区为空；
第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时，当前有序区和无序区分别为R[1…i-1]和R(i…n）。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录 R[k]，将它与无序区的第1个记录R交换，使R[1…i]和R[i+1…n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区；
n-1趟结束，数组有序化了。

动画演示

Java实现

public class xuanze {
    public static void main(String[] args) {
        int numbers[] = {6,8,7,9,5,13};
        int number[] = selectSort(numbers);
        for (int i = 0; i<number.length;i++){
            System.out.println(number[i]+"-----");
        }
    }

    //选择排序：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。
    public static int[] selectSort(int[] numbers){
        int size =numbers.length;
        for(int i=0;i<size;i++){
            int k =i;
            for(int j=size-1;j>i;j--){
                if(numbers[j]<numbers[k])
                    k=j;
            }
            int temp = numbers[i];
            numbers[i] = numbers[k];
            numbers[k] = temp;
        }
        return numbers;
    }
}

插入排序：（`Insertion-Sort）它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入`。

算法描述

一般来说，插入排序都采用in-place在数组上实现。

从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序；
取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描；
如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置；
重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置；
将新元素插入到该位置后；
重复步骤2~5。

动画演示

Java实现

   //插入排序：每次都与左边的值比较，若小于/大于就像左边移动
public static int[] insertSort(int[] numbers){
       int size = numbers.length;
       int temp,j;
       for(int i = 1;i < size; i++){
           temp = numebrs[i];
           for(j = i;j>0 && temp < numbers[j - 1];j--){
               numbers[j] = numbers[j - 1];
           }
           //移动后面把自己放进去
               numbers[j] = temp;  
       }
       return numbers;
   }

快速排序：快速排序的基本思想：通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

算法描述

快速排序使用分治法来把一个串（list）分为两个子串（sub-lists）。具体算法描述如下：

从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；
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）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
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。

动画演示

Java实现：

public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {6,1,2,4,3,4,5,3,5,7,9,11,12,10,25};
        QuickSort(arr,arr.length,0,arr.length-1);
        for(int i :arr) System.out.print(i+",");
    }
    static void QuickSort(int[] data,int length,int start,int end){
        if(start==end) return;
        int index=quickSort(data,length,start,end);
        if(index>start){
            QuickSort(data,length,start,index-1);
        }
        if(index<end){
            QuickSort(data,length,index+1,end);
        }
        
//      //假如是要求第K个数或者第K个数组的集合的
//      int index = quickSort(data,length,start,end);
//      if(index = k-1) {
//          System.out.println(data[index]); //即为第k个数
//          for(int i=0;i<index;++) {
//              System.out.println(data[i]); //即为大于index和小于index的数
//          }
//      }else if(index>start) {
//          QuickSort(data,length,start,index-1);
//      }else if(index<end) {
//          QuickSort(data,length,index+1,end);
//      }
        
    }
    private static int quickSort(int[] arr,int length,int start,int end) {
        int index=0;
        swap(arr,index,end);
        int small = start-1;
        for(index=start;index<end;++index){
            if(arr[index]<arr[end]){
              ++ small;
            if(small!=index){
                swap(arr,small,index);
                }
            }
         }
            ++small;
            swap(arr,small,end);
        return small;
    }

    private static void swap(int[] arr, int index, int end) {
        int temp=arr[index];
        arr[index]=arr[end];
        arr[end]=temp;      
    }

冒泡排序：越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端

选择排序：首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕

插入排序：（Insertion-Sort）它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

快速排序：快速排序的基本思想：通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

冒泡排序`：越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端`

选择排序：`首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕`

插入排序：（`Insertion-Sort）它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入`。