Java实现几种常见排序方法（下）
插入排序的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。其具体步骤参见代码及注释。
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1. /**
2. * 插入排序
3. *
4. * - 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
5. * - 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
6. * - 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
7. * - 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
8. * - 将新元素插入到该位置中
9. * - 重复步骤2
10. *
11. *
12. * @param numbers
13. */
14. public static void insertSort(int[] numbers) {
15. int size = numbers.length, temp, j;
16. for(int i=1; i
17. temp = numbers[i];
18. for(j = i; j > 0 && temp < numbers[j-1]; j--)
19. numbers[j] = numbers[j-1];
20. numbers[j] = temp;
21. }
22. }
/** * 插入排序
* * - 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
* - 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
* - 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
* - 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
* - 将新元素插入到该位置中
* - 重复步骤2
*
* * @param numbers */ public static void insertSort(int[] numbers) { int size = numbers.length, temp, j; for(int i=1; i 0 && temp < numbers[j-1]; j--) numbers[j] = numbers[j-1]; numbers[j] = temp; } }
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法，归并是指将两个已经排序的序列合并成一个序列的操作。参考代码如下：
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1. /**
2. * 归并排序
3. *
4. * - 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列
5. * - 设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
6. * - 比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置
7. * - 重复步骤3直到某一指针达到序列尾
8. * - 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
9. *
10. * 算法参考：Java部落
11. *
12. * @param numbers
13. */
14. public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {
15. int t = 1;// 每组元素个数
16. int size = right - left + 1;
17. while (t < size) {
18. int s = t;// 本次循环每组元素个数
19. t = 2 * s;
20. int i = left;
21. while (i + (t - 1) < size) {
22. merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));
23. i += t;
24. }
25. if (i + (s - 1) < right)
26. merge(numbers, i, i + (s - 1), right);
27. }
28. }
29. /**
30. * 归并算法实现
31. *
32. * @param data
33. * @param p
34. * @param q
35. * @param r
36. */
37. private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {
38. int[] B = new int[data.length];
39. int s = p;
40. int t = q + 1;
41. int k = p;
42. while (s <= q && t <= r) {
43. if (data[s] <= data[t]) {
44. B[k] = data[s];
45. s++;
46. } else {
47. B[k] = data[t];
48. t++;
49. }
50. k++;
51. }
52. if (s == q + 1)
53. B[k++] = data[t++];
54. else
55. B[k++] = data[s++];
56. for (int i = p; i <= r; i++)
57. data[i] = B[i];
58. }
/** * 归并排序
* * - 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列
* - 设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
* - 比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置
* - 重复步骤3直到某一指针达到序列尾
* - 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
*
* 算法参考：Java部落 * * @param numbers */ 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); } } /** * 归并算法实现 * * @param data * @param p * @param q * @param r */ 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]; }
将之前介绍的所有排序算法整理成NumberSort类，代码
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1. /**
2. * BubbleSort.class
3. */
4. package test.sort;
5. import java.util.Random;
6. /**
7. * Java实现的排序类
8. *
9. * @author cyq
10. *
11. */
12. public class NumberSort {
13. /**
14. * 私有构造方法，禁止实例化
15. */
16. private NumberSort() {
17. super();
18. }
19. /**
20. * 冒泡法排序
21. *
22. * - 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
23. * - 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
24. * - 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
25. * - 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
26. *
27. *
28. * @param numbers
29. * 需要排序的整型数组
30. */
31. public static void bubbleSort(int[] numbers) {
32. int temp; // 记录临时中间值
33. int size = numbers.length; // 数组大小
34. for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
35. for (int j = i + 1; j < size; j++) {
36. if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置
37. temp = numbers[i];
38. numbers[i] = numbers[j];
39. numbers[j] = temp;
40. }
41. }
42. }
43. }
44. /**
45. * 快速排序
46. *
47. * - 从数列中挑出一个元素，称为“基准”
48. * - 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后，
49. * 该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。
50. * - 递归地把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
51. *
52. *
53. * @param numbers
54. * @param start
55. * @param end
56. */
57. public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {
58. if (start < end) {
59. int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）
60. int temp; // 记录临时中间值
61. int i = start, j = end;
62. do {
63. while ((numbers[i] < base) && (i < end))
64. i++;
65. while ((numbers[j] > base) && (j > start))
66. j--;
67. if (i <= j) {
68. temp = numbers[i];
69. numbers[i] = numbers[j];
70. numbers[j] = temp;
71. i++;
72. j--;
73. }
74. } while (i <= j);
75. if (start < j)
76. quickSort(numbers, start, j);
77. if (end > i)
78. quickSort(numbers, i, end);
79. }
80. }
81. /**
82. * 选择排序
83. *
84. * - 在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置
85. * - 再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。
86. * - 以此类推，直到所有元素均排序完毕。
87. *
88. *
89. * @param numbers
90. */
91. public static void selectSort(int[] numbers) {
92. int size = numbers.length, temp;
93. for (int i = 0; i < size; i++) {
94. int k = i;
95. for (int j = size - 1; j > i; j--) {
96. if (numbers[j] < numbers[k])
97. k = j;
98. }
99. temp = numbers[i];
100. numbers[i] = numbers[k];
101. numbers[k] = temp;
102. }
103. }
104. /**
105. * 插入排序
106. *
107. * - 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
108. * - 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
109. * - 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
110. * - 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
111. * - 将新元素插入到该位置中
112. * - 重复步骤2
113. *
114. *
115. * @param numbers
116. */
117. public static void insertSort(int[] numbers) {
118. int size = numbers.length, temp, j;
119. for (int i = 1; i < size; i++) {
120. temp = numbers[i];
121. for (j = i; j > 0 && temp < numbers[j - 1]; j--)
122. numbers[j] = numbers[j - 1];
123. numbers[j] = temp;
124. }
125. }
126. /**
127. * 归并排序
128. *
129. * - 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列
130. * - 设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
131. * - 比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置
132. * - 重复步骤3直到某一指针达到序列尾
133. * - 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
134. *
135. * 算法参考：Java部落
136. *
137. * @param numbers
138. */
139. public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {
140. int t = 1;// 每组元素个数
141. int size = right - left + 1;
142. while (t < size) {
143. int s = t;// 本次循环每组元素个数
144. t = 2 * s;
145. int i = left;
146. while (i + (t - 1) < size) {
147. merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));
148. i += t;
149. }
150. if (i + (s - 1) < right)
151. merge(numbers, i, i + (s - 1), right);
152. }
153. }
154. /**
155. * 归并算法实现
156. *
157. * @param data
158. * @param p
159. * @param q
160. * @param r
161. */
162. private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {
163. int[] B = new int[data.length];
164. int s = p;
165. int t = q + 1;
166. int k = p;
167. while (s <= q && t <= r) {
168. if (data[s] <= data[t]) {
169. B[k] = data[s];
170. s++;
171. } else {
172. B[k] = data[t];
173. t++;
174. }
175. k++;
176. }
177. if (s == q + 1)
178. B[k++] = data[t++];
179. else
180. B[k++] = data[s++];
181. for (int i = p; i <= r; i++)
182. data[i] = B[i];
183. }
184.
185. }
/** * BubbleSort.class */ package test.sort; import java.util.Random; /** * Java实现的排序类 * * @author cyq * */ public class NumberSort { /** * 私有构造方法，禁止实例化 */ private NumberSort() { super(); } /** * 冒泡法排序
* * - 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
* - 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
* - 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
* - 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
*
* * @param numbers * 需要排序的整型数组 */ public static void bubbleSort(int[] numbers) { int temp; // 记录临时中间值 int size = numbers.length; // 数组大小 for (int i = 0; i < size - 1; i++) { for (int j = i + 1; j < size; j++) { if (numbers[i] < numbers[j]) { // 交换两数的位置 temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[j]; numbers[j] = temp; } } } } /** * 快速排序
* * - 从数列中挑出一个元素，称为“基准”
* - 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割之后， * 该基准是它的最后位置。这个称为分割（partition）操作。
* - 递归地把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
*
* * @param numbers * @param start * @param end */ 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); } } /** * 选择排序
* * - 在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置
* - 再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。
* - 以此类推，直到所有元素均排序完毕。
*
* * @param numbers */ public static void selectSort(int[] numbers) { int size = numbers.length, temp; for (int i = 0; i < size; i++) { int k = i; for (int j = size - 1; j > i; j--) { if (numbers[j] < numbers[k]) k = j; } temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[k]; numbers[k] = temp; } } /** * 插入排序
* * - 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
* - 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
* - 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
* - 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
* - 将新元素插入到该位置中
* - 重复步骤2
*
* * @param numbers */ public static void insertSort(int[] numbers) { int size = numbers.length, temp, j; for (int i = 1; i < size; i++) { temp = numbers[i]; for (j = i; j > 0 && temp < numbers[j - 1]; j--) numbers[j] = numbers[j - 1]; numbers[j] = temp; } } /** * 归并排序
* * - 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列
* - 设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
* - 比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置
* - 重复步骤3直到某一指针达到序列尾
* - 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
*
* 算法参考：Java部落 * * @param numbers */ 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); } } /** * 归并算法实现 * * @param data * @param p * @param q * @param r */ 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]; } }
数字排序算法通常用来作为算法入门课程的基本内容，在实际应用（尤其是普通商业软件）中使用的频率较低，但是通过排序算法的实现，可以深入了解计算机语言的特点，可以以此作为学习各种编程语言的基础。
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