排序算法大全

1、 java排序算法大全为了便于管理，先引入个基础类：package algorithms;public abstract class Sorter<E extends Comparable<E>>         public abstract void sort(E array,int from ,int len);   

2、     public final void sort(E array)            sort(array,0,array.length);         protected final void swap(E array,int from

3、0;,int to)             E tmp=arrayfrom;        arrayfrom=arrayto;        arrayto=tmp;     一 插入排序该算法在数据规模小的时候十分高效，该算法每次插入第K+1到前K个有序

4、数组中一个合适位置，K从0开始到N-1,从而完成排序：package algorithms;/* * author yovn */public class InsertSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E>     public void sort(E array, int from,

5、0;int len)          E tmp=null;          for(int i=from+1;i<from+len;i+)                  &#

6、160;     tmp=arrayi;              int j=i;              for(;j>from;j-)         &#

7、160;                      if(pareTo(arrayj-1)<0)                       &

8、#160;                arrayj=arrayj-1;                              

9、60;     else break;                            arrayj=tmp;            

10、              二 冒泡排序这可能是最简单的排序算法了，算法思想是每次从数组末端开始比较相邻两元素，把第i小的冒泡到数组的第i个位置。i从0一直到N-1从而完成排序。（当然也可以从数组开始端开始比较相邻两元素，把第i大的冒泡到数组的第N-i个位置。i从0一直到N-1从而完成排序。)package algorithms;/* * author yovn * */public c

11、lass BubbleSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E>     private static  boolean DWON=true;        public final void bubble_down(E array, i

12、nt from, int len)            for(int i=from;i<from+len;i+)                    for(int j=from+len-1;j>i;j-)

13、60;                           if(pareTo(arrayj-1)<0)                

14、0;                   swap(array,j-1,j);                           

15、0;                    public final void bubble_up(E array, int from, int len)            for(int

16、0;i=from+len-1;i>=from;i-)                    for(int j=from;j<i;j+)                    &

17、#160;       if(pareTo(arrayj+1)>0)                                    sw

18、ap(array,j,j+1);                                            Override  

19、  public void sort(E array, int from, int len)                 if(DWON)                

20、60;   bubble_down(array,from,len);                else                    bubble_up(array,from,len); 

21、;               三，选择排序选择排序相对于冒泡来说，它不是每次发现逆序都交换，而是在找到全局第i小的时候记下该元素位置，最后跟第i个元素交换，从而保证数组最终的有序。相对与插入排序来说，选择排序每次选出的都是全局第i小的，不会调整前i个元素了。package algorithms;/* * author yovn * */public class Se

22、lectSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E>     /* (non-Javadoc)     * see algorithms.Sorter#sort(E, int, int)     */    Override

23、60;   public void sort(E array, int from, int len)         for(int i=0;i<len;i+)                   

24、60;int smallest=i;            int j=i+from;            for(;j<from+len;j+)               

25、60;            if(pareTo(arraysmallest)<0)                               

26、;     smallest=j;                                        swap(array,i,small

27、est);                                 四 Shell排序Shell排序可以理解为插入排序的变种，它充分利用了插入排序的两个特点：1）当数据规模小的时候非常高效2）当给定数据已经有序时的时间代价为O(N)所以，Shell排序每次把数据分成若个小块，来使用

28、插入排序，而且之后在这若个小块排好序的情况下把它们合成大一点的小块，继续使用插入排序，不停的合并小块，知道最后成一个块，并使用插入排序。这里每次分成若干小块是通过“增量” 来控制的，开始时增量交大，接近N/2,从而使得分割出来接近N/2个小块，逐渐的减小“增量“最终到减小到1。一直较好的增量序列是2k-1,2(k-1)-1,.7,3,1,这样可使Shell排序时间复杂度达到O(N1.5)所以我在实现Shell排序的时候采用该增量序列package algorithms;/* * author yovn */public class&#

29、160;ShellSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E>      /* (non-Javadoc)     * Our delta value choose 2k-1,2(k-1)-1,.7,3,1.     * complexit

30、y is O(n1.5)     * see algorithms.Sorter#sort(E, int, int)     */    Override    public void sort(E array, int from, int len)   &#

31、160;             /1.calculate  the first delta value;        int value=1;        while(value+1)*2<len)   &#

32、160;                value=(value+1)*2-1;                            for(int 

33、;delta=value;delta>=1;delta=(delta+1)/2-1)                    for(int i=0;i<delta;i+)                 &#

34、160;          modify_insert_sort(array,from+i,len-i,delta);                                

35、;private final  void modify_insert_sort(E array, int from, int len,int delta)           if(len<=1)return;          E tmp=null;  

36、;        for(int i=from+delta;i<from+len;i+=delta)                        tmp=arrayi;        

37、;      int j=i;              for(;j>from;j-=delta)                       

38、0;        if(pareTo(arrayj-delta)<0)                                     

39、;   arrayj=arrayj-delta;                                    else break;     

40、;                       arrayj=tmp;              五 快速排序快速排序是目前使用可能最广泛的排序算法了。一般分如下步骤：1）选择一个枢纽元素（有很对选法，我的实现里采用去中间元素的简

41、单方法）2）使用该枢纽元素分割数组，使得比该元素小的元素在它的左边，比它大的在右边。并把枢纽元素放在合适的位置。3）根据枢纽元素最后确定的位置，把数组分成三部分，左边的，右边的，枢纽元素自己，对左边的，右边的分别递归调用快速排序算法即可。快速排序的核心在于分割算法，也可以说是最有技巧的部分。package algorithms;/* * author yovn * */public class QuickSorter<E extends Comparable<E>>

42、60;extends Sorter<E>     /* (non-Javadoc)     * see algorithms.Sorter#sort(E, int, int)     */    Override    public void sort(E array

43、, int from, int len)         q_sort(array,from,from+len-1);            private final void q_sort(E array, int from, int to)  

44、       if(to-from<1)return;        int pivot=selectPivot(array,from,to);                        p

45、ivot=partion(array,from,to,pivot);                q_sort(array,from,pivot-1);        q_sort(array,pivot+1,to);           

46、0;    private int partion(E array, int from, int to, int pivot)         E tmp=arraypivot;        arraypivot=arrayto;/now to's posit

47、ion is available                while(from!=to)                    while(from<to&&pare

48、To(tmp)<=0)from+;            if(from<to)                            arrayto=arrayfrom;/now

49、0;from's position is available                to-;                        while(f

50、rom<to&&pareTo(tmp)>=0)to-;            if(from<to)                           

51、 arrayfrom=arrayto;/now to's position is available now                 from+;                 &#

52、160;          arrayfrom=tmp;        return from;        private int selectPivot(E array, int from, int to)    

53、         return (from+to)/2;    六 归并排序算法思想是每次把待排序列分成两部分，分别对这两部分递归地用归并排序，完成后把这两个子部分合并成一个序列。归并排序借助一个全局性临时数组来方便对子序列的归并，该算法核心在于归并。package algorithms;import java.lang.reflect.Array;/* * author yovn * 

54、*/public class MergeSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E>      /* (non-Javadoc)     * see algorithms.Sorter#sort(E, int, int)     */

55、60;   SuppressWarnings("unchecked")    Override    public void sort(E array, int from, int len)         if(len<=1)return;     &

56、#160;  E temporary=(E)Array.newInstance(array0.getClass(),len);        merge_sort(array,from,from+len-1,temporary);        private final void merge_sort(E array, int from,

57、0;int to, E temporary)         if(to<=from)                    return;           &

58、#160;    int middle=(from+to)/2;        merge_sort(array,from,middle,temporary);        merge_sort(array,middle+1,to,temporary);        merge(array,from,to

59、,middle,temporary);        private final void merge(E array, int from, int to, int middle, E temporary)         int k=0,leftIndex=0,rightIndex=to-from

60、;        System.arraycopy(array, from, temporary, 0, middle-from+1);        for(int i=0;i<to-middle;i+)               

61、;     temporaryto-from-i=arraymiddle+i+1;                while(k<to-from+1)                   

62、60;if(temporaryleftIpareTo(temporaryrightIndex)<0)                            arrayk+from=temporaryleftIndex+;      

63、60;                                 else                

64、;            arrayk+from=temporaryrightIndex-;                        k+;        

65、;            七 堆排序堆是一种完全二叉树，一般使用数组来实现。堆主要有两种核心操作，1）从指定节点向上调整(shiftUp)2）从指定节点向下调整(shiftDown)建堆，以及删除堆定节点使用shiftDwon,而在插入节点时一般结合两种操作一起使用。堆排序借助最大值堆来实现，第i次从堆顶移除最大值放到数组的倒数第i个位置，然后shiftDown到倒数第i+1个位置,一共执行N此调整，即完成排序。显然，堆排序也是一种选择性的排序，每次选择第i大的元素。pack

66、age algorithms;/* * author yovn * */public class HeapSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E>      /* (non-Javadoc)     * see algorithms.Sorter

67、#sort(E, int, int)     */    Override    public void sort(E array, int from, int len)         build_heap(array,from,len);    

68、    for(int i=0;i<len;i+)                    /swap max value to the (len-i)-th position         &

69、#160;  swap(array,from,from+len-1-i);            shift_down(array,from,len-1-i,0);/always shiftDown from 0                private final

70、 void build_heap(E array, int from, int len)         int pos=(len-1)/2;/we start from (len-1)/2, because branch's node +1=leaf's node, and all leaf node

71、 is already a heap        for(int i=pos;i>=0;i-)                    shift_down(array,from,len,i);      

72、;                      private final void shift_down(E array,int from, int len, int pos)         

73、60;          E tmp=arrayfrom+pos;        int index=pos*2+1;/use left child        while(index<len)/until no child    

74、                if(index+1<len&&arrayfrom+pareTo(arrayfrom+index+1)<0)/right child is bigger               

75、             index+=1;/switch to right child                        if(pareTo(arrayfrom+index)<0)

76、                            arrayfrom+pos=arrayfrom+index;                pos=in

77、dex;                index=pos*2+1;                               

78、         else                            break;           &#

79、160;                            arrayfrom+pos=tmp;                   &

80、#160;八 桶式排序桶式排序不再是基于比较的了，它和基数排序同属于分配类的排序，这类排序的特点是事先要知道待排序列的一些特征。桶式排序事先要知道待排序列在一个范围内，而且这个范围应该不是很大的。比如知道待排序列在0,M）内，那么可以分配M个桶，第I个桶记录I的出现情况，最后根据每个桶收到的位置信息把数据输出成有序的形式。这里我们用两个临时性数组，一个用于记录位置信息，一个用于方便输出数据成有序方式，另外我们假设数据落在0到MAX,如果所给数据不是从0开始，你可以把每个数减去最小的数。package algorithms;/* * author yovn

81、 * */public class BucketSorter             public void sort(int keys,int from,int len,int max)            int temp=new&#

82、160;intlen;        int count=new intmax;                        for(int i=0;i<len;i+)      &

83、#160;             countkeysfrom+i+;                /calculate position info        for(int i=1;i<

84、max;i+)                    counti=counti+counti-1;/this means how many number which is less or equals than i,thus it is also 

85、position + 1                         System.arraycopy(keys, from, temp, 0, len);        for(int k=le

86、n-1;k>=0;k-)/from the ending to beginning can keep the stability                    keys-counttempk=tempk;/ position +1 =count         &#

87、160;      /*     * param args     */    public static void main(String args)         int a=1,4,8,3,2,9,5,0,7,6,9,10,9,13

88、,14,15,11,12,17,16;        BucketSorter sorter=new BucketSorter();        sorter.sort(a,0,a.length,20);/actually is 18, but 20 will also work     

89、0;                  for(int i=0;i<a.length;i+)                    System.out.print(ai+",");&

90、#160;           九 基数排序基数排序可以说是扩展了的桶式排序，比如当待排序列在一个很大的范围内，比如0到999999内，那么用桶式排序是很浪费空间的。而基数排序把每个排序码拆成由d个排序码，比如任何一个6位数（不满六位前面补0）拆成6个排序码，分别是个位的，十位的，百位的。排序时，分6次完成，每次按第i个排序码来排。一般有两种方式:1) 高位优先(MSD)： 从高位到低位依次对序列排序2）低位优先(LSD)： 从低位到高位依次对序列排序计算机一般采用低位优先法（人类一般

91、使用高位优先），但是采用低位优先时要确保排序算法的稳定性。基数排序借助桶式排序，每次按第N位排序时，采用桶式排序。对于如何安排每次落入同一个桶中的数据有两种安排方法：1）顺序存储：每次使用桶式排序，放入r个桶中，相同时增加计数。2）链式存储：每个桶通过一个静态队列来跟踪。package algorithms;import java.util.Arrays;/* * author yovn * */public class RadixSorter     &

92、#160;   public static boolean USE_LINK=true;        /*     *      * param keys     * param from     *

93、0;param len     * param radix  key's radix     * param d      how many sub keys should one key divide to     */

94、    public void sort(int keys,int from ,int len,int radix, int d)            if(USE_LINK)              &#

95、160;     link_radix_sort(keys,from,len,radix,d);                else                    array_r

96、adix_sort(keys,from,len,radix,d);                                private final void array_radix_sort(int keys, int&

97、#160;from, int len, int radix,            int d)             int temporary=new intlen;        int

98、60;count=new intradix;        int R=1;                for(int i=0;i<d;i+)               

99、;     System.arraycopy(keys, from, temporary, 0, len);            Arrays.fill(count, 0);            for(int k=0;k<len;k+)&

100、#160;                           int subkey=(temporaryk/R)%radix;                

101、countsubkey+;                        for(int j=1;j<radix;j+)                  

102、0;         countj=countj+countj-1;                        for(int m=len-1;m>=0;m-)       

103、60;                    int subkey=(temporarym/R)%radix;                -countsubkey;     &

104、#160;          keysfrom+countsubkey=temporarym;                        R*=radix;        &#

105、160;                  private static class LinkQueue            int head=-1;        int

106、60;tail=-1;        private final void link_radix_sort(int keys, int from, int len, int radix, int d)                

107、0;int nexts=new intlen;                LinkQueue queues=new LinkQueueradix;        for(int i=0;i<radix;i+)       

108、0;            queuesi=new LinkQueue();                for(int i=0;i<len-1;i+)           

109、0;        nextsi=i+1;                nextslen-1=-1;                int first=0;  

110、0;     for(int i=0;i<d;i+)                    link_radix_sort_distribute(keys,from,len,radix,i,nexts,queues,first);        

111、0;   first=link_radix_sort_collect(keys,from,len,radix,i,nexts,queues);                int tmps=new intlen;        int k=0;    

112、60;   while(first!=-1)                            tmpsk+=keysfrom+first;            f

113、irst=nextsfirst;                System.arraycopy(tmps, 0, keys, from, len);                     

114、;   private final void link_radix_sort_distribute(int keys, int from, int len,            int radix, int d, int nexts, LinkQueue queues,int first

115、)                 for(int i=0;i<radix;i+)queuesi.head=queuesi.tail=-1;        while(first!=-1)                    int val=keysfrom+first;            for(int j=0