原创不易,如果有转载需要的话,请在首行附上本文地址,谢谢。
文中整理了八大常见的排序算法,冒泡排序、选择排序、快速排序、插入排序、堆排序、希尔排序、归并排序和基数排序的简单思想,每种算法配有动图分析和相应的java代码,为了方便有缘人进一步地了解各种算法,本文也附上了相应算法详细介绍的链接地址。在本文的文末,对这八种排序算法的稳定性,时间复杂度和排序算法的大致选择做了一个简单的总结。(本文的动图转载于https://blog.csdn.net/yushiyi6453/article/details/76407640)
1、冒泡排序
**简单思想:**冒泡排序从小到大排序:一开始交换的区间为0N-1,将第1个数和第2个数进行比较,前面大于后面,交换两个数,否则不交换。再比较第2个数和第三个数,前面大于后面,交换两个数否则不交换。依次进行,最大的数会放在数组最后的位置。然后将范围变为0N-2,数组第二大的数会放在数组倒数第二的位置。依次进行整个交换过程,最后范围只剩一个数时数组即为有序。
动图参考:
具体详解参考:https://www.cnblogs.com/sincoolvip/p/5449202.html
实现代码:
public void bubbleSort(int []a){
int len=a.length;
for(int i=0;i<len-1;i++){
for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
if(a[j]>a[j+1]){
int temp;
temp=a[j];
a[j]=a[j+1];
a[j+1]=temp;
}
}
}
}
2、选择排序
选择排序从小到大排序:一开始从0n-1区间上选择一个最小值,将其放在位置0上,然后在1n-1范围上选取最小值放在位置1上。重复过程直到剩下最后一个元素,数组即为有序。
动图参考:
具体详解参考:https://www.cnblogs.com/shen-hua/p/5424059.html
实现代码
public void selectSort(int []a){
int len=a.length;
int value;int position;
for (int i=0;i<len-1;i++){
value=a[i];
position=i;
for(int j=i+1;j<len;j++){
if(a[j]<value){
value=a[j];
position=j;
}
}
a[position]=a[i];
a[i]=value;
}
}
3、快速排序
快速排序从小到大排序:在数组中随机选一个数(默认数组首个元素),数组中小于等于此数的放在左边,大于此数的放在右边,再对数组两边递归调用快速排序,重复这个过程。
动图参考:
具体详解参考:快速排序(java实现)_大数据指北的博客-CSDN博客
实现代码:
public void quickSort(int []a,int low ,int high)
{
if(low>high){
return;
}
int i=low;
int j=high;
int temp=a[i];
while(i<j){
while(temp<=a[j]&&i<j){
j--;
}
while(temp>=a[i]&&i<j){
i++;
}
if(i<j) {
int t = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = t;
}
}
a[low]=a[i];
a[i]=temp;
quickSort(a,low,i-1);
quickSort(a,i+1,high);
}
4、插入排序
插入排序从小到大排序:首先位置1上的数和位置0上的数进行比较,如果位置1上的数大于位置0上的数,将位置0上的数向后移一位,将1插入到0位置,否则不处理。位置k上的数和之前的数依次进行比较,如果位置K上的数更大,将之前的数向后移位,最后将位置k上的数插入不满足条件点,反之不处理。
具体详解参考:https://www.cnblogs.com/yver/p/5987109.html
动图参考:
实现代码:
public void insertSort(int []a){
int len=a.length;
for (int i = 1; i < len; i++) {
int insertNum=a[i];
int j=i;
while(j>0&&a[j-1]>insertNum){
a[j]=a[j-1];
j--;
}
a[j]=insertNum;
}
}
5、堆排序
堆排序从小到大排序:首先将数组元素建成大小为n的大顶堆,堆顶(数组第一个元素)是所有元素中的最大值,将堆顶元素和数组最后一个元素进行交换,再将除了最后一个数的n-1个元素建立成大顶堆,再将最大元素和数组倒数第二个元素进行交换,重复直至堆大小减为1。
动图参考:
具体详解参考:
https://www.cnblogs.com/sxkgeek/p/9662491.html堆排序详细图解(通俗易懂)_Oorik的博客-CSDN博客
6、希尔排序
希尔排序是插入排序改良的算法,希尔排序步长从大到小调整,第一次循环后面元素逐个和前面元素按间隔步长进行比较并交换,直至步长为1,步长选择是关键。
动图参考:
具体详解参考:希尔排序(java实现)_辉子灬的博客-CSDN博客_希尔paix
7、归并排序
归并排序是用分治思想,分治模式在每一层递归上有三个步骤:
- 分解(Divide):将n个元素分成个含n/2个元素的子序列。
- 解决(Conquer):用合并排序法对两个子序列递归的排序。
- 合并(Combine):合并两个已排序的子序列已得到排序结果。
具体详解参考:【算法】排序算法之归并排序 - 知乎
8、基数排序
将所有待比较的元素数值(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的元素在前面补零占位。然后,从最低位开始,依次进行每一趟排序,直到最高位排序完成,则整个数列就成为一个有序的序列。
具体详解参考:基数排序 ---------------- JAVA实现_除非code开口说话的博客-CSDN博客_scala 基数排序
排序算法总结
一、稳定性:
稳定:冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序
不稳定:选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序
二、平均时间复杂度
O(n^2):直接插入排序,简单选择排序,冒泡排序。
在数据规模较小时(9W内),直接插入排序,简单选择排序差不多。当数据较大时,冒泡排序算法的时间代价最高。性能为O(n^2)的算法基本上是相邻元素进行比较,基本上都是稳定的。
O(nlogn):快速排序,归并排序,希尔排序,堆排序。
其中,快排是最好的, 其次是归并和希尔,堆排序在数据量很大时效果明显。
三、排序算法的选择
1.数据规模较小
(1)待排序列基本序的情况下,可以选择直接插入排序;
(2)对稳定性不作要求宜用简单选择排序,对稳定性有要求宜用插入或冒泡
2.数据规模不是很大
(1)完全可以用内存空间,序列杂乱无序,对稳定性没有要求,快速排序,此时要付出log(N)的额外空间。
(2)序列本身可能有序,对稳定性有要求,空间允许下,宜用归并排序
3.数据规模很大
(1)对稳定性有求,则可考虑归并排序。
(2)对稳定性没要求,宜用堆排序
4.序列初始基本有序(正序),宜用直接插入,冒泡
各算法复杂度如下:
感谢参阅!