【228期】面试高频——Java常用的八大排序算法一网打尽!

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【228期】面试高频:Java常用的八大排序算法一网打尽!

来源:jianshu.com/p/5e171281a387

1.直接插入排序

经常碰到这样一类排序问题:把新的数据插入到已经排好的数据列中。

  • 将第一个数和第二个数排序,然后构成一个有序序列
  • 将第三个数插入进去,构成一个新的有序序列。
  • 对第四个数、第五个数……直到最后一个数,重复第二步。
  • 如何写成代码:

  • 首先设定插入次数,即循环次数,for(int i=1;ilength;i++),1个数的那次不用插入。
  • 设定插入数和得到已经排好序列的最后一个数的位数。insertNum和j=i-1。
  • 从最后一个数开始向前循环,如果插入数小于当前数,就将当前数向后移动一位。
  • 将当前数放置到空着的位置,即j+1。
  • 代码实现如下:

    
    public void insertSort(int[] a){  
            int length=a.length;//数组长度,将这个提取出来是为了提高速度。  
            int insertNum;//要插入的数  
            for(int i=1;ilength;i++){//插入的次数  
                insertNum=a[i];//要插入的数  
                int j=i-1;//已经排序好的序列元素个数  
                while(j=0&&a[j]insertNum){//序列从后到前循环,将大于insertNum的数向后移动一格  
                    a[j+1]=a[j];//元素移动一格  
                    j--;  
                }  
                a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。  
            }  
        }  
    

    更多参考:

    2.希尔排序

    对于直接插入排序问题,数据量巨大时。

  • 将数的个数设为n,取奇数k=n/2,将下标差值为k的数分为一组,构成有序序列。
  • 再取k=k/2 ,将下标差值为k的书分为一组,构成有序序列。
  • 重复第二步,直到k=1执行简单插入排序。
  • 如何写成代码:

  • 首先确定分的组数。
  • 然后对组中元素进行插入排序。
  • 然后将length/2,重复1,2步,直到length=0为止。
  • 代码实现如下:

    
    public  void sheelSort(int[] a){  
            int d  = a.length;  
            while (d!=0) {  
                d=d/2;  
                for (int x = 0; x  d; x++) {//分的组数  
                    for (int i = x + d; i  a.length; i += d) {//组中的元素,从第二个数开始  
                        int j = i - d;//j为有序序列最后一位的位数  
                        int temp = a[i];//要插入的元素  
                        for (; j = 0 && temp  a[j]; j -= d) {//从后往前遍历。  
                            a[j + d] = a[j];//向后移动d位  
                        }  
                        a[j + d] = temp;  
                    }  
                }  
            }  
        }  
    

    更多参考:

    3.简单选择排序

    常用于取序列中最大最小的几个数时。

    (如果每次比较都交换,那么就是交换排序;如果每次比较完一个循环再交换,就是简单选择排序。)

  • 遍历整个序列,将最小的数放在最前面。
  • 遍历剩下的序列,将最小的数放在最前面。
  • 重复第二步,直到只剩下一个数。
  • 如何写成代码:

  • 首先确定循环次数,并且记住当前数字和当前位置。
  • 将当前位置后面所有的数与当前数字进行对比,小数赋值给key,并记住小数的位置。
  • 比对完成后,将最小的值与第一个数的值交换。
  • 重复2、3步。
  • 代码实现如下:

    
        public void selectSort(int[] a) {  
            int length = a.length;  
            for (int i = 0; i  length; i++) {//循环次数  
                int key = a[i];  
                int position=i;  
                for (int j = i + 1; j  length; j++) {//选出最小的值和位置  
                    if (a[j]  key) {  
                        key = a[j];  
                        position = j;  
                    }  
                }  
                a[position]=a[i];//交换位置  
                a[i]=key;  
            }  
        }  
    

    更多参考:

    4.堆排序

    对简单选择排序的优化。

  • 将序列构建成大顶堆。
  • 将根节点与最后一个节点交换,然后断开最后一个节点。
  • 重复第一、二步,直到所有节点断开。
  • 代码实现如下:

    
    public  void heapSort(int[] a){  
            System.out.println("开始排序");  
            int arrayLength=a.length;  
            //循环建堆    
            for(int i=0;iarrayLength-1;i++){  
                //建堆    
      
                buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);  
                //交换堆顶和最后一个元素    
                swap(a,0,arrayLength-1-i);  
                System.out.println(Arrays.toString(a));  
            }  
        }  
        private  void swap(int[] data, int i, int j) {  
            // TODO Auto-generated method stub    
            int tmp=data[i];  
            data[i]=data[j];  
            data[j]=tmp;  
        }  
        //对data数组从0到lastIndex建大顶堆    
        private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {  
            // TODO Auto-generated method stub    
            //从lastIndex处节点(最后一个节点)的父节点开始    
            for(int i=(lastIndex-1)/2;i=0;i--){  
                //k保存正在判断的节点    
                int k=i;  
                //如果当前k节点的子节点存在    
                while(k*2+1=lastIndex){  
                    //k节点的左子节点的索引    
                    int biggerIndex=2*k+1;  
                    //如果biggerIndex小于lastIndex,即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在    
                    if(biggerIndexlastIndex){  
                        //若果右子节点的值较大    
                        if(data[biggerIndex]data[biggerIndex+1]){  
                            //biggerIndex总是记录较大子节点的索引    
                            biggerIndex++;  
                        }  
                    }  
                    //如果k节点的值小于其较大的子节点的值    
                    if(data[k]data[biggerIndex]){  
                        //交换他们    
                        swap(data,k,biggerIndex);  
                        //将biggerIndex赋予k,开始while循环的下一次循环,重新保证k节点的值大于其左右子节点的值    
                        k=biggerIndex;  
                    }else{  
                        break;  
                    }  
                }  
            }  
        }  
    

    更多参考:

    5.冒泡排序

    一般不用。

  • 将序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。
  • 将剩余序列中所有元素两两比较,将最大的放在最后面。
  • 重复第二步,直到只剩下一个数。
  • 如何写成代码:

  • 设置循环次数。
  • 设置开始比较的位数,和结束的位数。
  • 两两比较,将最小的放到前面去。
  • 重复2、3步,直到循环次数完毕。
  • 代码实现如下:

    
    public void bubbleSort(int[] a){  
            int length=a.length;  
            int temp;  
            for(int i=0;ia.length;i++){  
                for(int j=0;ja.length-i-1;j++){  
                    if(a[j]a[j+1]){  
                        temp=a[j];  
                        a[j]=a[j+1];  
                        a[j+1]=temp;  
                    }  
                }  
            }  
        }  
    

    更多参考:

    6.快速排序

    要求时间最快时。

  • 选择第一个数为p,小于p的数放在左边,大于p的数放在右边。
  • 递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行,直到不能递归。
  • 代码实现如下:

    
    public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {     
        if (start  end) {     
            int base = numbers[start]; // 选定的基准值(第一个数值作为基准值)     
            int temp; // 记录临时中间值     
            int i = start, j = end;     
            do {     
                while ((numbers[i]  base) && (i  end))     
                    i++;     
                while ((numbers[j]  base) && (j  start))     
                    j--;     
                if (i = j) {     
                    temp = numbers[i];     
                    numbers[i] = numbers[j];     
                    numbers[j] = temp;     
                    i++;     
                    j--;     
                }     
            } while (i = j);     
            if (start  j)     
                quickSort(numbers, start, j);     
            if (end  i)     
                quickSort(numbers, i, end);     
        }     
    }    
    

    更多参考:

    7.归并排序

    速度仅次于快排,内存少的时候使用,可以进行并行计算的时候使用。

  • 选择相邻两个数组成一个有序序列。
  • 选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。
  • 重复第二步,直到全部组成一个有序序列。
  • 代码实现如下:

    
    public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {     
        int t = 1;// 每组元素个数     
        int size = right - left + 1;     
        while (t  size) {     
            int s = t;// 本次循环每组元素个数     
            t = 2 * s;     
            int i = left;     
            while (i + (t - 1)  size) {     
                merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));     
                i += t;     
            }     
            if (i + (s - 1)  right)     
                merge(numbers, i, i + (s - 1), right);     
        }     
    }     
    private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {     
        int[] B = new int[data.length];     
        int s = p;     
        int t = q + 1;     
        int k = p;     
        while (s = q && t = r) {     
            if (data[s] = data[t]) {     
                B[k] = data[s];     
                s++;     
            } else {     
                B[k] = data[t];     
                t++;     
            }     
            k++;     
        }     
        if (s == q + 1)     
            B[k++] = data[t++];     
        else    
            B[k++] = data[s++];     
        for (int i = p; i = r; i++)     
            data[i] = B[i];     
    }    
    

    更多参考:

    8.基数排序

    用于大量数,很长的数进行排序时。

  • 将所有的数的个位数取出,按照个位数进行排序,构成一个序列。
  • 将新构成的所有的数的十位数取出,按照十位数进行排序,构成一个序列。
  • 代码实现如下:

    
    public void sort(int[] array) {  
            //首先确定排序的趟数;       
            int max = array[0];  
            for (int i = 1; i  array.length; i++) {  
                if (array[i]  max) {  
                    max = array[i];  
                }  
            }  
            int time = 0;  
            //判断位数;       
            while (max  0) {  
                max /= 10;  
                time++;  
            }  
            //建立10个队列;       
            ListArrayList queue = new ArrayListArrayList();  
            for (int i = 0; i  10; i++) {  
                ArrayListInteger queue1 = new ArrayListInteger();  
                queue.add(queue1);  
            }  
            //进行time次分配和收集;       
            for (int i = 0; i  time; i++) {  
                //分配数组元素;       
                for (int j = 0; j  array.length; j++) {  
                    //得到数字的第time+1位数;     
                    int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);  
                    ArrayListInteger queue2 = queue.get(x);  
                    queue2.add(array[j]);  
                    queue.set(x, queue2);  
                }  
                int count = 0;//元素计数器;       
                //收集队列元素;       
                for (int k = 0; k  10; k++) {  
                    while (queue.get(k).size()  0) {  
                        ArrayListInteger queue3 = queue.get(k);  
                        array[count] = queue3.get(0);  
                        queue3.remove(0);  
                        count++;  
                    }  
                }  
            }  
        }
    

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    END

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