一、簡單排序
1 冒泡排序
算法步驟:
- 每一組相鄰的元素兩兩比較。如果第一個比第二個大,就交換他們兩個。
- 對每一對相鄰元素作同樣的工作,從開始第一對到結尾的最後一對。這步做完後,最後的元素會是最大的數。
- 針對所有的元素重複以上的步驟,除了最後一個。
- 持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟,直到沒有任何一對數字需要比較。
//每完成一次內循環,就減少一次比對,所以i從1開始
for (int i = 1; i < nums.length; i++){
//用於兩兩相鄰元素比較,i控制內循環次數
for(int j = 0; j < nums.length-i; j++){
if(nums[j] > nums[j+1]){
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[j+1];
nums[j+1] = temp;
}
}
}
2 選擇排序
算法步驟:
- 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。
- 再從剩餘未排序元素中繼續尋找最小(大)元素,然後放到已排序序列的末尾。
- 重複第二步,直到所有元素均排序完畢。
public class SelectionSort implements IArraySort {
@Override
public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
// 總共要經過 N-1 輪比較
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
int min = i;
// 每輪需要比較的次數 N-i
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[j] < arr[min]) {
// 記錄目前能找到的最小值元素的下標
min = j;
}
}
// 將找到的最小值和i位置所在的值進行交換
if (i != min) {
int tmp = arr[i];
arr[i] = arr[min];
arr[min] = tmp;
}
}
return arr;
}
}
3 插入排序
算法步驟:
- 將第一待排序序列第一個元素看做一個有序序列,把第二個元素到最後一個元素當成是未排序序列。
- 從頭到尾依次掃描未排序序列,將掃描到的每個元素插入有序序列的適當位置。(如果待插入的元素與有序序列中的某個元素相等,則將待插入元素插入到相等元素的後面。)
public class InsertSort implements IArraySort {
@Override
public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
// 對 arr 進行拷貝,不改變參數內容
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
// 從下標爲1的元素開始選擇合適的位置插入,因爲下標爲0的只有一個元素,默認是有序的
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
// 記錄要插入的數據
int tmp = arr[i];
// 從已經排序的序列最右邊的開始比較,找到比其小的數
int j = i;
while (j > 0 && tmp < arr[j - 1]) {
arr[j] = arr[j - 1];
j--;
}
// 存在比其小的數,插入
if (j != i) {
arr[j] = tmp;
}
}
return arr;
}
}
二、高級排序
1 快速排序
算法步驟:
-
從數列中挑出一個元素,稱爲 "基準"(pivot);
-
重新排序數列,所有元素比基準值小的擺放在基準前面,所有元素比基準值大的擺在基準的後面(相同的數可以到任一邊)。在這個分區退出之後,該基準就處於數列的中間位置。這個稱爲分區(partition)操作;
-
遞歸地(recursive)把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序;
public class QuickSort implements IArraySort {
@Override
public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
// 對 arr 進行拷貝,不改變參數內容
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
return quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
}
private int[] quickSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int partitionIndex = partition(arr, left, right);
quickSort(arr, left, partitionIndex - 1);
quickSort(arr, partitionIndex + 1, right);
}
return arr;
}
private int partition(int[] arr, int left, int right) {
// 設定基準值(pivot)
int pivot = left;
int index = pivot + 1;
for (int i = index; i <= right; i++) {
if (arr[i] < arr[pivot]) {
swap(arr, i, index);
index++;
}
}
swap(arr, pivot, index - 1);
return index - 1;
}
private void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
2 歸併排序
3 希爾排序