冒泡排序

  冒泡算法的运作规律如下:
  ①、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  ②、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。这步做完后,最后的元素会是最大的数(也就是第一波冒泡完成)。
  ③、针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  ④、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。

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/**
* @author delaunay
* @description 冒泡排序
* @date 2019/07/18
**/
public class BubbleSort {
public static int[] sort(int[] array) {
//这里for循环表示总共需要比较多少轮
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
//设定一个标记,若为true,则表示此次循环没有进行交换,也就是待排序列已经有序,排序已经完成。
boolean flag = true;
//这里for循环表示每轮比较参与的元素下标
//对当前无序区间array[0......length-i]进行排序
//j的范围很关键,这个范围是在逐步缩小的,因为每轮比较都会将最大的放在右边
for (int j = 0; j < array.length - i; j++) {
if (array[j] > array[j + 1]) {
int temp = array[j];
array[j] = array[j + 1];
array[j + 1] = temp;
flag = false;
}
}
if (flag) {
break;
}
//第i轮排序的结果为
System.out.print("第"+i+"轮排序后的结果为:");
display(array);

}
return array;
}

//遍历显示数组
public static void display(int[] array){
for(int i = 0 ; i < array.length ; i++){
System.out.print(array[i]+" ");
}
System.out.println();
}

public static void main(String[] args) {
int[] array = {4,2,8,9,5,7,6,1,3};
//未排序数组顺序为
System.out.println("未排序数组顺序为:");
display(array);
System.out.println("-----------------------");
array = sort(array);
System.out.println("-----------------------");
System.out.println("经过冒泡排序后的数组顺序为:");
display(array);
}

/*
结果:
未排序数组顺序为:
4 2 8 9 5 7 6 1 3
-----------------------
第1轮排序后的结果为:2 4 8 5 7 6 1 3 9
第2轮排序后的结果为:2 4 5 7 6 1 3 8 9
第3轮排序后的结果为:2 4 5 6 1 3 7 8 9
第4轮排序后的结果为:2 4 5 1 3 6 7 8 9
第5轮排序后的结果为:2 4 1 3 5 6 7 8 9
第6轮排序后的结果为:2 1 3 4 5 6 7 8 9
第7轮排序后的结果为:1 2 3 4 5 6 7 8 9
-----------------------
经过冒泡排序后的数组顺序为:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
*/
}

选择排序

  选择排序是每一次从待排序的数据元素中选出最小的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完。
  分为三步:
  ①、从待排序序列中,找到关键字最小的元素
  ②、如果最小元素不是待排序序列的第一个元素,将其和第一个元素互换
  ③、从余下的 N - 1 个元素中,找出关键字最小的元素,重复(1)、(2)步,直到排序结束

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/**
* @author delaunay
* @description 选择排序
* @date 2019/07/18
**/
public class ChoiceSort {
public static int[] sort(int[] array){
//总共要经过N-1轮比较
for(int i = 0 ; i < array.length-1 ; i++){
int min = i;
//每轮需要比较的次数
for(int j = i+1 ; j < array.length ; j++){
if(array[j]<array[min]){
min = j;//记录目前能找到的最小值元素的下标
}
}
//将找到的最小值和i位置所在的值进行交换
if(i != min){
int temp = array[i];
array[i] = array[min];
array[min] = temp;
}
//第 i轮排序的结果为
System.out.print("第"+(i+1)+"轮排序后的结果为:");
display(array);
}
return array;
}

//遍历显示数组
public static void display(int[] array){
for(int i = 0 ; i < array.length ; i++){
System.out.print(array[i]+" ");
}
System.out.println();
}

public static void main(String[] args){
int[] array = {4,2,8,9,5,7,6,1,3};
//未排序数组顺序为
System.out.println("未排序数组顺序为:");
display(array);
System.out.println("-----------------------");
array = sort(array);
System.out.println("-----------------------");
System.out.println("经过选择排序后的数组顺序为:");
display(array);
}

/*
未排序数组顺序为:
4 2 8 9 5 7 6 1 3
-----------------------
第1轮排序后的结果为:1 2 8 9 5 7 6 4 3
第2轮排序后的结果为:1 2 8 9 5 7 6 4 3
第3轮排序后的结果为:1 2 3 9 5 7 6 4 8
第4轮排序后的结果为:1 2 3 4 5 7 6 9 8
第5轮排序后的结果为:1 2 3 4 5 7 6 9 8
第6轮排序后的结果为:1 2 3 4 5 6 7 9 8
第7轮排序后的结果为:1 2 3 4 5 6 7 9 8
第8轮排序后的结果为:1 2 3 4 5 6 7 8 9
-----------------------
经过选择排序后的数组顺序为:
1 2 3 4 5 6 7 8 9

*/
}

插入排序

直接插入排序基本思想是每一步将一个待排序的记录,插入到前面已经排好序的有序序列中去,直到插完所有元素为止。
插入排序还分为直接插入排序、二分插入排序、链表插入排序、希尔排序等等。

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/**
* @author delaunay
* @description 插入排序
* @date 2019/07/18
**/
public class InsertSort {
public static int[] sort(int[] array){
int j;
//从下标为1的元素开始选择合适的位置插入,因为下标为0的只有一个元素,默认是有序的
for(int i = 1 ; i < array.length ; i++){
int tmp = array[i];//记录要插入的数据
j = i;
while(j > 0 && tmp < array[j-1]){//从已经排序的序列最右边的开始比较,找到比其小的数
array[j] = array[j-1];//向后挪动
j--;
}
array[j] = tmp;//存在比其小的数,插入
}
return array;
}

//遍历显示数组
public static void display(int[] array){
for(int i = 0 ; i < array.length ; i++){
System.out.print(array[i]+" ");
}
System.out.println();
}

public static void main(String[] args){
int[] array = {4,2,8,9,5,7,6,1,3};
//未排序数组顺序为
System.out.println("未排序数组顺序为:");
display(array);
System.out.println("-----------------------");
array = sort(array);
System.out.println("-----------------------");
System.out.println("经过插入排序后的数组顺序为:");
display(array);
}

/*
结果:
未排序数组顺序为:
4 2 8 9 5 7 6 1 3
-----------------------
-----------------------
经过插入排序后的数组顺序为:
1 2 3 4 5 6 7 8 9
*/
}

总结

  上面讲的三种排序,冒泡、选择、插入用大 O 表示法都需要 O(N2) 时间级别。一般不会选择冒泡排序,虽然冒泡排序书写是最简单的,但是平均性能是没有选择排序和插入排序好的。
  选择排序把交换次数降低到最低,但是比较次数还是挺大的。当数据量小,并且交换数据相对于比较数据更加耗时的情况下,可以应用选择排序。
  在大多数情况下,假设数据量比较小或基本有序时,插入排序是三种算法中最好的选择。