一.交换排序
1.冒泡排序
这个太经典了,每个学编程都绕不开的。原理跟选择排序差不多,不过冒泡排序是直接交换。
public static void bubbleSort(int[] array){
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j]>array[j+1]){
swap(array,j,j+1);
}
}
}
}
这个已经是优化过的版本了,当然这个代码还可以再进行优化。优化思路:当 i 后面的元素全部有序后就不进行排序了直接退出循环。
public static void bubbleSortOptimize(int[] array){
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
boolean flg = false;
for (int j = 0; j < array.length-1-i; j++) {
if(array[j] > array[j+1]) {
swap(array,j,j+1);
flg = true;
}
}
if(!flg) {
break;
}
}
}
2.快速排序(重要)
快速排序是 Hoare 于1962年提出的一种二叉树结构的交换排序方法,其基本思想为:任取待排序元素序列中的某元素作为基准值,按照该排序码将待排序集合分割成两子序列,左子序列中所有元素均小于基准值,右子序列中所有元素均大于基准值,然后最左右子序列重复该过程,直到所有元素都排列在相应位置上为止。
简短的说,从序列挑一个元素作为基准,让比基准元素小的元素放在该元素的左面,比它大的元素放在右面。再把基准元素右面的看作一组,左面看作一组,在进行刚刚的操作,直到某一组只有一个元素的时候停止。
public static void quickSort(int[] arr,int left,int right){
if(left>=right){
return ;
}
int l=left;
int r=right;
int cur=arr[left];
while(left<right){
while(left<right && arr[right]>=cur){
right--;
}
arr[left]=arr[right];
while(left<right && arr[left]<=cur){
left++;
}
arr[right]=arr[left];
}
arr[left]=cur;
quickSort(arr,l,left-1);
quickSort(arr,left+1,r);
}
这个是以左端点为基准,右端点、中间点等都可以作为基准,序列任何没被当过基准点都可以当基准点。
这个是以中间点为基准的:
public static void quickSort(int[] array,int left,int right){
if(left >= right){
return ;
}
//x为基准
int x = array[(left+right)/2];
int i = left - 1;
int j = right + 1;
while(i < j){
do{
i ++ ;
}while (array[i] < x);
do {
j--;
}while (array[j] > x);
if(i < j){
swap(array,i,j);
}
}
quickSort(array, left, j);
quickSort(array, j + 1, right);
}
前后两个引用指向,前面的先走,找到第一个比基准大的数停下;后面的走,找到第一个比基准小的数停下,将两个指向的值交换。继续重复上面的步骤,直到两个指向相遇。相遇时保证了基准左面都比基准小,右面都比基准大。
二.归并排序
采用分治法,先将序列分解,再将已有序的子序列合并,最终得到全部元素有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。
public static void mergeSort(int[] array,int left,int right){
if(left>=right){
//终止条件
return ;
}
//分解
int mid=(left+right)/2;
mergeSort(array,left,mid);
mergeSort(array,mid+1,right);
//合并
int[] tem=new int[right-left+1];
int k=0;
int s1=left,e1=mid;
int s2=mid+1,e2=right;
while(s1<=e1 && s2<=e2){
if(array[s1]>array[s2]){
tem[k++]=array[s2++];
}else{
tem[k++]=array[s1++];
}
}
//把剩下没有遍历到的放入临时数组
while(s1<=e1){
tem[k++]=array[s1++];
}
while(s2<=e2){
tem[k++]=array[s2++];
}
for (int i = 0; i < k; i++) {
array[i+left]=tem[i];
}
}
三.总结
排序方法 | 最好 | 平均 | 最坏 | 空间复杂度 | 稳定性 |
冒泡排序 | O() | O() | O() | O(1) | 稳定 |
快速排序 | O() | O() | O() | O((n))~O() | 不稳定 |
归并排序 | O() | O() | O() | O() | 稳定 |