这篇文章总结一下我学习到的几种常见的数组排序方法
冒泡排序
冒泡排序在我看来是最简单、最基本的排序方法,我们应当将冒泡排序的原理和代码熟记于心。
冒泡排序的原理十分简单:用数组的第一个元素和第二个元素进行比较,将大的放到后面,这个过程称为一次,。然后用第二个和第三个比较,大的放后面,以此类推,直到最后一个元素,这个过程称为一趟。在一趟结束后,最大的元素已经放在最后一位了,然后开始第二趟,第二趟结束后第二大的元素就被放到倒数第二个位置,就这样持续直到所有元素有序为止。那么下面使用代码实现:
public static void BubbleSort2(int[] A){
for (int j = 0; j < A.length-1; j++) {//外层循环遍历数组
for (int i = 0; i < A.length-1-j;i++) {//里层循环遍历数组控制次数。
if (A[i]>A[i+1]) {//判断本元素是否比下一个元素大,如果大,则交换位置
int temp=A[i];
A[i] = A[i+1];
A[i+1]=temp;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(A));
}
需要注意的是,每一趟运行完之后,下一趟的次数需要减一,因为每一趟都会排好一个元素,而这个元素已经不需要排序了,为了提高效率,我们就不让计算机做无谓的运算了。
选择排序
选择排序的原理和冒泡排序差不多,不过冒泡排序是相邻两个元素比较,以此类推,而选择排序则是使用第一个元素和后面的其他元素挨个比较,将大的放到后面,然后使用第二个元素与后面的元素比较,大的放后面,以此类推最终达到有序。
下面使用代码演示:
public static void XuanZeSort(int[] A){
for (int j = 0; j < A.length; j++) {
for (int i =1+j; i < A.length; i++) {
if (A[j]>A[i]) {//使用第j个元素与其后的所有元素比较
int t=A[i];
A[i] = A[j];
A[j]=t;
}
}
}
System.out.println(Arrays.toString(A));
}
需要注意的是:每个元素只需要与其后的元素进行比较即可,因为前面的元素已将是由小到大排序的了。
插入排序
插入排序的原理会比较麻烦,他是将第一个元素作为起始数组,不管这个元素是大还是小。然后用第二个元素与这个元素进行比较,如果比起始元素大,则放在起始元素之后,反之放在之前,组成一个有序集合,然后用其他元素跟有序集合中的元素比较,插入到正确的位置,以此类推达到有序。
画图帮助大家更直观的理解:
可以看到,后续的元素都插入到前面的有序集合中,当所有元素插入到有序集合中时,也就意味着整体都有序了。
下面用代码实现一下:
public static void charuSort(int[] A) {
for (int i = 1; i < A.length; i++) {
int j=i;
while (j>0&&A[j]<A[j-1]){
int t = A[j];
A[j] = A[j-1];
A[j-1]=t;
j--;
}
}
System.out.println(Arrays.toString(A));
}
快速排序
快速排序是这四种排序中最复杂的,但在处理大量数据的排序时,快速排序却是效率最高的,他的原理很简单:先从一堆数据中挑选出一个基准数,然后将比这个基准数小的数据全部放在基准数的前面,将比他大的放在基准数后面,此时,不管前后,都是无序的,然后再分别在前后两组数据中挑出一个基准数,重复此操作,一直分下去,分成两部分、四部分、八部分。。。直到每一个数据的左边都比他小,右边都比他大,此时整个数组就是有序的了。
为什么快速排序效率高
为什么快速排序效率会高呢,通俗一点讲,在我们进行不管是插入排序还是冒泡排序的时候,我们总是使用一个数跟其他的数比较,然后依次类推,当这个数进行比较的时候,其他数相当于“闲置”状态,比如第一个数和第二个数比较的时候,第三个数不参与运算,是闲置的。这就达不到效率最大化。而快速排序则做到了让所有的数据都“动起来”,每一个数都与基准数进行比较,刚开始是一个基准数,然后是两个、四个、六个,到最后每个数据旁边都是基准数,这样每个数都与他旁边的数进行比较,没有一个数据是闲置的。这就决定了数据越多,快速排序的效率提高越明显。当然了,这是我的理解,可能不太准确,但是我觉得是可以说明问题的,不然为什么使用更加复杂的代码,效率反而更高呢?
下面使用代码进行演示(代码比较复杂):
public static void QuickSort(int[] arr, int start,int end ){
if(start<end){
int index=getIndex(arr,start,end);//定义getIndex方法传入参数
QuickSort(arr,start,index-1);//使用递归的方法,对基准数左边部分进行递归
QuickSort(arr, index+1, end);//对右边部分递归
}
}
private static int getIndex(int[] arr, int start, int end) {
int i=start;
int j=end;
//定义一个基准数
int x=arr[i];
while (i<j){
//从后往前找比他小的数的下标。
while (i < j&&arr[j]>x) {
j--; //如果比他大则向前移动,直到找到小的为止。
}
//将找到的数填到上一个数的位置。
if (i < j) {
arr[i] = arr[j];
i++;
}
//从前往后找比他大于等于的数的下标。
while (i < j && arr[i]<= x) {
i++;
}
if (i < j) {
arr[j] = arr[i];
j--;
}
}
arr[i]=x;
return i;
}
这就是常见的几大排序方法啦,当然了,排序方法有很多,只要能达到排序的目的,无非是有效率上的差异罢了,比如有趣的猴子排序和睡眠排序,虽然效率奇低,但是思想是很有趣的。