四大常见的排序算法JAVA

1. 冒泡排序

1. 相邻的元素两两比较，大的放右边，小的放左边

2. 第一轮比较完毕之后，最大值就已经确定，第二轮可以少循环一次，后面以此类推

3. 如果数组中有n个数据，总共我们只要执行n-1轮的代码就可以

 

 

package Bubble;
 
/*
           冒泡排序：
           核心思想：
           1，相邻的元素两两比较，大的放右边，小的放左边。
           2，第一轮比较完毕之后，最大值就已经确定，第二轮可以少循环一次，后面以此类推。
           3，如果数组中有n个数据，总共我们只要执行n-1轮的代码就可以。
       */
public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.定义数组
        int[] arr = {2, 4, 5, 3, 1};
        //2.利用冒泡排序将数组中的数据变成 1 2 3 4 5
        int[] newArr = bubble_sort(arr);
        for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {
            System.out.print(newArr[i] + " ");
        }
 
    }
 
    private static int[] bubble_sort(int[] arr) {
        //外循环： 表示我要执行多少论，如果有n个数据，那么执行n-1论
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
 
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
                //内循环：每一轮中我如何比较数据并且找到当前的最大值
                //-1：为了防止索引越界
                //-i：提高效率，每一轮执行的次数应该比上一轮少一次
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
        return arr;
    }
}

 

2.选择排序

1. 从0索引开始，跟后面的元素一一比较

2. 小的放前面，大的放后面

3. 第一次循环结束后，最小的数据已经确定

4. 第二次循环从1索引开始以此类推

5. 第三轮循环从2索引开始以此类推

6. 第四轮循环从3索引开始以此类推。

 

 

 

        

package Bubble;
//选择排序
public class demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {4, 32, 1, 5, 6};
        //外循环：几轮
        //i表示这一轮当中，我拿着哪个的索引上的数据跟后面的数据进行交换
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                //内循环：每一轮拿着i跟i后面的数据进行比较交换
                if (arr[i] > arr[j]) {
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
}

3.插入排序

插入排序的代码实现虽然没有冒泡排序和选择排序那么简单粗暴，但它的原理应该是最容易理解的了，因为只要打过扑克牌的人都应该能够秒懂。插入排序是一种最简单直观的排序算法，它的工作原理是通过创建有序序列和无序序列，然后再遍历无序序列得到里面每一个数字，把每一个数字插入到有序序列中正确的位置。

插入排序在插入的时候，有优化算法，在遍历有序序列找正确位置时，可以采取二分查找

将0索引的元素到N索引的元素看做是有序的，把N+1索引的元素到最后一个当成是无序的。

遍历无序的数据，将遍历到的元素插入有序序列中适当的位置，如遇到相同数据，插在后面。

N的范围：0~最大索引

package Bubble;
 
/*
           插入排序：
               将0索引的元素到N索引的元素看做是有序的，把N+1索引的元素到最后一个当成是无序的。
               遍历无序的数据，将遍历到的元素插入有序序列中适当的位置，如遇到相同数据，插在后面。
               N的范围：0~最大索引
       */
public class demo3 {
    public static void main(String[] args) {
 
        int[] arr = {3, 44, 38, 5, 47, 15, 36, 26, 27, 2, 46, 4, 19, 50, 48};
 
        //1.找到无序的哪一组数组是从哪个索引开始的。  2
        int startIndex = -1;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] > arr[i + 1]) {
                startIndex = i + 1;
                break;
            }
        }
        //2.遍历从startIndex开始到最后一个元素，依次得到无序的哪一组数据中的每一个元素
        for (int i = startIndex; i < arr.length; i++) {
            //记录当前要插入数据的索引
            int j = i;
            while (j > 0 && arr[j] < arr[j - 1]) {//j>0: 和前一个元素比较索引必须大于0
                //交换
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j - 1];
                arr[j - 1] = tmp;
                j--;
            }
 
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
}

 

递归算法

package dg;
 
public class demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //利用递归球1-100之间的和
 
        int sum = getSum(100);
        System.out.println(sum);
 
    }
    //大问题拆解小问题
    //1~100之间的和=100+(1~99之间的和)
    //1~99之间的和=99+(1~98之间的和)
    //1~98之间的和=98+(1~97之间的和)
    //....
    //1~2之间的和=2+(1~1之间的和)
    //1~1之间的和就是1
    public static int getSum(int num){
        if(num==1)
            return 1;
        else{
            return num+getSum(num-1);
        }
    }
 
}

package dg;
 
public class demo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //递归求5的阶乘
        int factorial = getFactorial(5);
        System.out.println(factorial);
 
    }
 
    public static int getFactorial(int n) {
        //5!=5*4*3*2*1
        //5!=5*4!
        //4!=4*3!
        //3!=3*2!
        //2!=2*1!
        //1!=1
        if (n == 1) {
            return 1;
        } else {
            return n * getFactorial(n - 1);
        }
    }
}

4. 快速排序

1. 从数列中挑出一个元素，一般都是左边第一个数字，称为 "基准数";

2. 创建两个指针，一个从前往后走，一个从后往前走。

3. 先执行后面的指针，找出第一个比基准数小的数字

4. 再执行前面的指针，找出第一个比基准数大的数字

5. 交换两个指针指向的数字

6. 直到两个指针相遇

7. 将基准数跟指针指向位置的数字交换位置，称之为：基准数归位。

8. 第一轮结束之后，基准数左边的数字都是比基准数小的，基准数右边的数字都是比基准数大的。

9. 把基准数左边看做一个序列，把基准数右边看做一个序列，按照刚刚的规则递归排序

① 

②

首先把0索引当做基准数,如图6为基准数,确定左下标start,右下标end,start下标是找比基准数大的数,

end是找比基准数小的数 ,先找end,找到了1停下,然后找start的数,找到停下并且交换,一直start++,end--,直到start和end指向同一根数   ,如下图

那么指向同一个数的下标就是基准数要存入的位置,也就是基准数要放入的地方

专业名称:基准数归位,基准数左边的都比基准数小,右边的都比基准数大

 

找到第一个基准数以后,然后利用这个基准数分为二边,然后左边利用第一个索引3为基准数在左边进行排序,在利用9在右边排序

package Bubble;
 
/*
       快速排序：
           第一轮：以0索引的数字为基准数，确定基准数在数组中正确的位置。
           比基准数小的全部在左边，比基准数大的全部在右边。
           后面以此类推。
     */
public class demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {6, 2, 7, 9, 3, 4, 5, 1, 10, 8};
 
 
        qsort(arr, 0, arr.length - 1);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
    }
 
    /*
     *   参数一：我们要排序的数组
     *   参数二：要排序数组的起始索引
     *   参数三：要排序数组的结束索引
     * */
    public static void qsort(int[] arr, int i, int j) {
 
        //定义两个变量记录要查找的范围
        int start = i;
        int end = j;
        if(start > end){
            //递归的出口
            return;
        }
        //定义基准数
        int baseNumber = arr[i];
 
        while (start != end) {
            //利用end，从后往前走,找到基准数小的就停下
            while (true) {
                if (end <= start || arr[end] < baseNumber) {
                    break;
                }
                end--;
            }
            //利用start，前往后走,找到基准数大的就停下
            while (true) {
                if (end <= start || arr[start] > baseNumber) {
                    break;
                }
                start++;
            }
            //交换end和start所指向的数
            int tmp = arr[start];
            arr[start] = arr[end];
            arr[end] = tmp;
        }
        //当start和end指向了同一个元素的时候，那么上面的循环就会结束
        //表示已经找到了基准数在数组中应存入的位置
        //基准数归位
        //就是拿着这个范围中的第一个数字，跟start指向的元素进行交换
        int tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[start];
        arr[start] = tmp;
 
        //确定6左边的范围，重复刚刚所做的事情
        qsort(arr, i, start - 1);
 
        //确定6右边的范围，重复刚刚所做的事情
        qsort(arr,start + 1,j);
    }
}

总结