[2018/11/18] Java数据结构 简单排序 冒泡排序 选择排序 插入排序

Posted 2021-01-20 黄某人

冒泡排序

 1 package ch_02;
 2 
 3 public class BubbleSort {
 4  public static void sort(long[] arr) {
 5      long temp = 0;
 6      for(int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
 7          // 外层的循环从前向后
 8          for (int j = arr.length - 1; j > i; j--) {
 9              // 内层的循环从后向前, 判断序号靠前的元素是否小于序号靠后的元素
10              // 如果不是, 交换位置
11              if (arr[j - 1] > arr[j]) {
12                  //进行交换
13                  temp = arr[j];
14                  arr[j] = arr[j-1];
15                  arr[j-1] = temp;
16              }
17          }
18      }
19  }
20 }

通过两重循环来实现冒泡排序法, 外层的for循环用来从头开始遍历数组内的所有的元素. 内循环从数组的最后的一个元素开始便利, 每次遍历的次数等于元素总数减去排好的元素的数量, 这通过for 循环内的 j > i; 条件来实现, 每当我们正确的排好一个元素, i就加1. 内层的if判断语句实现的功能是如果在这一次的循环中, 前一个元素的值比后一个元素的值大, 那么就在if语句内调换连个元素的值. 每一次的循环可以确保一个元素被正确的排好位置. 在最坏的情况下, 一个数组需要循环elements-1次, elements表示元素的总量.

 

选择排序SelectSort

 1 package ch_02;
 2 
 3 public class SelectionSort {
 4     public static void sort(long[] arr) {
 5         int k = 0;
 6         long temp = 0;
 7         for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
 8             // 这一步和冒泡排序是相同的, 都是从最前开始排序
 9             k = i;
10             for (int j = i; j < arr.length; j++) {
11                 if (arr[j] < arr[k]) {
12                     // 确保k是最小的元素的下标
13                     k = j;
14                 }
15             }
16             temp = arr[i];
17             arr[i] = arr[k];
18             arr[k] = temp;
19         }
20     }
21 }

　　最外层和冒泡排序法是相同的, 从下标为0的元素开始遍历全部的数组元素. 内部的循环和冒泡排序法就有很大的不同了, 内循环从起始位置开始, 通过j变量遍历之后的所有的元素, 通过k变量使得k变量一直都是数值最小的元素的下标, 当便利完所有的元素之后, 将k所指的元素的值和最外层的i所指的元素的值交换, 从而实现一位元素的排序, 然后i++, 开始排序下一位, 如此循环, 直到所有位都完成排序. 

 

插入排序

 1 package ch_02;
 2 
 3 public class InsertSort {
 4     
 5     public static void sort(long[] arr) {
 6         
 7         for(int i = 1; i<arr.length; i++){//外层向右的index，即作为比较对象的数据的index
 8             long temp = arr[i];//用作比较的数据, 标准位, 即要替换的位置
 9             int j = i-1;  // j在i前一位
10             while(j>=0 && arr[j]>temp){  //当比到最左边或者遇到比temp小的数据时，结束循环
11                 arr[j+1] = arr[j];  // 当发现前面的元素的值比后一位的元素的值大的时候, 将前一位的值赋给后一位.
12                 j--;  // j继续向前.
13             }
14             arr[j+1] = temp;//把temp放到空位上
15         }
16     }
17 }

 

我自己手写的例子: 20 1 5 8 7

我手工的一步一步的写出了过程.

 

 

　　 写一下我对插入排序的想法, 这个排序的方法比其他的两个都难理解, 所以我自己手写了全过程, 现在脑子里又了一个动态的过程, 可以写一点东西了. 要理解每一个变量的功能, 这个方法有一个数组参数, 没有返回值. 数组参数就是要排序的数组. 定义了三个变量, int型的tmp、i、j. 理解了这三个变量的功能, 就理解了这个方法是怎么实现的. 首先, 是i变量, 这个变量用来从头开始遍历整个数组的元素, 同时, 这个循环的目标就是每一次否循环, 头能确定i下标的元素为正确位置的元素. 即i的元素在循环后被确定好了. 变量tmp用来保存每一次循环的i下标的数字, 即i下标的元素的值在循环的过程中会被覆盖, 通过tmp保存他的值. j变量初始等于i-1, 说明j永远在i的前面,  while(j>=0 && arr[j]>temp) 这个条件限定了j的范围, j>=0, 表明j可以到达数组的最前方, arr[j]>tmp, 即arr[j] > arr[i], 表明条件是前面的元素的值要大于下标为i的元素的值, 只要满足这个条件, 就执行while循环内的代码—— arr[j+1] = arr[j];j--; , 这段代码的意思是, 只要j下标所对应的元素的值大于i下标对应的元素的值, 那么, 就将j对应的元素的值赋值给j后面一位的元素的值, 然后j再向前一位. 当不符合while循环的条件的时候, 有两种情况, 一种是j == -1, 不满足j >= 0的条件退出, 即i所对应的元素的值比它前面的所有的元素的值都小, 故j--到了-i, 此时执行arr[j+1]=tmp, 相当于arr[0] = arr[i]; 另一种退出while循环的情况是不满足arr[j] > tmp, 即下标i对应的元素前面存在着一个比它小的元素, 从而推出循环, 此时j对应的值是值比i对应的值小的元素的下标, 无处循环后执行arr[j+1] = tmp = arr[i], 相当于将arr[i] 插入到值比它小的元素的后一位. while()循环相当于一只将元素向后移动. 直至数组的第一位或者是遇到一个比tmp值(保存着最初的arr[i]的值)小的元素时, 将tmp插入到第一位或者是插入到比它小的元素的后面. 不断的循环, 直至最后一个元素.