Java中的七大排序（上）

Posted 2021-05-07

一般排序通常认为是升序。
稳定性：两个相等的数据若在排序前后的相对位置不发生改变，则称该算法是具备稳定性的算法。

一：插入排序

原理： 将数组分为有序区间和无序区间，每次用无需区间的
第一个数与有序区间进行比较。
时间复杂度：O(n*n),空间复杂度：O(1)
稳定性：稳定
代码如下：

public static void insertSort0(int[] array) {
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            // 有序区间  [0, i)
            // 无序区间  [i, array.length)
            int key = array[i];
            int j;
            for (j = i - 1; j >= 0 && array[j] > key; j--) {
                array[j + 1] = array[j];
            }
            array[j + 1] = key;
        }
    }

二：希尔排序
原理：分组插排，每分隔gap个大小从数组中取一个数，进而将数组分成了若干 个组，重复此操作，直到gap=1；
时间复杂度：O(n)~O(n*n),空间复杂度：O(1)
稳定性：不稳定
代码如下：

public static void shellSort(int[] array){
    int gap=array.length;
    while(true){
        gap=(gap/3)+1;//or gap=gap/2
        insertSortWithGap(array,gap);
        if(gap==1){
            break;
        }
    }
}
private static void inserSortWithGap(int[] array,int gap){
    for(int i=gap;i<array.length;i++){
        int key=array[i];
        int j;
        for(j=i-gap;j>=0&&array[j]>key;j-=gap){
            array[j+gap]=array[j];
        }
        array[j+gap]=key;
    }
}

三：选择排序
1.单向选择排序
原理：每次从无序区间选出最大(或者最小)的数存放在无序区间的最后（最 前），直到所有的待排序数据排序完。
时间复杂度：O(n^2),空间复杂度：O(1)
稳定性：不稳定

public static void selsctSort1(int[] array){
    //每次选最小的放在无序区间的前面
    for(int i=0;i<array.length-1;i++){//需要排序的次数
        //有序：[0,i)
        //无序：[i,array.length)
        int minIndex=i;
        for(int j=i+1;j<array.length;j++){
            if(array[j]<array[minIndex]){
                minIndex=j;
            }
        }
        swap(array,mindex,i);
    }
}
public static void selsctSort2(int[] array){
    //每次选最大的放在无序区间的后面
    for(int i=0;i<=array.length-1;i++){
        //无序：[0,array.length-i)
        //有序：[array.length-i,array.length)
        int maxIndex=0;
        for(int j=1;j<array.length-i;j++){
            if(array[j]>array[max]){
                max=j;
            }
        }
        int t=array[max];
        array[max]=array[array.length-i-1];
        array[array.length-i-1]=t;
    }

2.双向排序比较
     原理：每一次从无序区间选出最小 + 最大的元素，存放在无序区间的最前和最后，直到全部待排序的数据元素排完 。
     时间复杂度：O(n^2),空间复杂度：O(1)
     稳定性：不稳定

代码如下：

public static void selectSort3(int[] array){
    int low=0;
    int high=array.length-1;
    //[low,high]表示整个无序区间
    while(low<=high){
        int min=low;
        int high=low;
        for(int i=low+1;i<=max;i++){
        if (array[i] < array[min]) {
             min = i; 
        }
        if (array[i] > array[max]) {
             max = i; 
        }
        swap(array, min, low);
        if (max == low) {
             max = min; 
        }
        swap(array, max, high);
        }
        private void swap(int[] array, int i, int j) {
             int t = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = t;       
        }  
}