[排序算法] 常见的排序算法

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在实际需求中,我们可能要对商品的物价等按照价格高低来进行排序,这个时候,我们就得需要学会几种常见的排序算法,来满足我们的开发需求 推荐一个网站,可以对数据结构等进行动画演示 https://visualgo.net/zh img

<font size="4">以3,6,4,2,11,10,5排序为例在这里插入图片描述
代码示例
<font size="4" color="red">因为涉及到元素的交换,所以我们可以先一个方法swap专门用来交换数组中的元素,在后面的排序中都会用到,后面 的排序就不把这个方法展示出来了
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接下来进行测试
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<font size="4" color="red">测试
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<font size="4" color="red">排序原理:
1.把所有的元素分为两组,已经排序的和未排序的;

2.找到未排序的组中的第一个元素,向已经排序的组中进行插入;

3.倒叙遍历已经排序的元素,依次和待插入的元素进行比较,直到找到一个元素小于等于待插入元素,那么就把待 插入元素放到这个位置,其他的元素向后移动一位;
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测试
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希尔排序是插入排序的一种,又称“缩小增量排序”,是插入排序算法的一种更高效的改进版本。

<font size="4" color="red">排序原理
①.选定一个增长量d,按照增长量d作为数据分组的依据,对数据进行分组;
②.对分好组的每一组数据完成插入排序;
③.减小增长量,最小减为1,重复第二步操作。
这里是引用
那么刚开始d的取值要怎么取呢
在这里插入图片描述</font>

public static void sort(int[] arr) { 
        //根据数组的长度来确定增长量的初始值
        int d = 1;
        while (d < arr.length/2) { 
            d = d * 2 + 1;
        }
        while (d >= 1) { 
            //排序
            /** * 找到待插入的元素 * 我们可以发现,第一个待插入的元素的索引是h的值 * 然后把待插入元素插入到有序数组中 */
            for (int i = d; i < arr.length; i++) { 
                //待插入元素的初始索引为h
                for (int j = i; j >= d; j -= d) { 
                    if (arr[j-d]>arr[j]) { 
                        swap(arr, j - d, j);
                    } else { 
                        //待插入元素已经找到合适的位置了
                        break;
                    }
                }

            }
            int i = 1;
            System.out.println("第" + (i++) + "轮排序结果:" + Arrays.toString(arr));
            //更改h的值
            d = d >> 1;

        }

    }

测试

<font size="4" color="

red">归并排序是分治法的典型英语,把有序的子序列合并,得到完全有序的序列,就是说先让每一个子序列有序,再让子序列段间有序

排序原理:
①尽可能的一组数据拆分成两个元素相等的子组,并对每一个子组继续拆分,直到拆分后的每个子组的元素个数是
1为止。
②将相邻的两个子组进行合并成一个有序的大组;
③不断的重复步骤2,直到最终只有一个组为止
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归并原理
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注:Comparable接口是为了通用性,这个是Java语法,大家把这个改成对应的数据类型也可以</font>

/** * @author zengyihong * @create 2022--05--10 8:25 */
public class Merge { 
    //归并所需要的辅助数组
    private static Comparable[] assist;

    /* 比较v元素是否小于w元素 */
    private static boolean less(Comparable v, Comparable w) { 
        return v.compareTo(w)<0;
    }

    /* 数组元素i和j交换位置 */
    private static void exch(Comparable[] a, int i, int j) { 
        Comparable t = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = t;
    }


    /* 对数组a中的元素进行排序 */
    public static void sort(Comparable[] a) { 
        //1.初始化辅助数组assist;
        assist = new Comparable[a.length];
        //2.定义一个lo变量,和hi变量,分别记录数组中最小的索引和最大的索引;
        int lo=0;
        int hi=a.length-1;
        //3.调用sort重载方法完成数组a中,从索引lo到索引hi的元素的排序
        sort(a,lo,hi);
    }

    /* 对数组a中从lo到hi的元素进行排序 */
    private static void sort(Comparable[] a, int lo, int hi) { 
        //做安全性校验;
        if (hi<=lo){ 
            return;
        }

        //对lo到hi之间的数据进行分为两个组
        int mid = lo+(hi-lo)/2;// 5,9 mid=7

        //分别对每一组数据进行排序
        sort(a,lo,mid);
        sort(a,mid+1,hi);

        //再把两个组中的数据进行归并
        merge(a,lo,mid,hi);
    }

    /* 对数组中,从lo到mid为一组,从mid+1到hi为一组,对这两组数据进行归并 */
    private static void merge(Comparable[] a, int lo, int mid, int hi) { 
        //定义三个指针
        int i=lo;
        int p1=lo;
        int p2=mid+1;

        //遍历,移动p1指针和p2指针,比较对应索引处的值,找出小的那个,放到辅助数组的对应索引处
        while(p1<=mid && p2<=hi){ 
            //比较对应索引处的值
            if (less(a[p1],a[p2])){ 
                assist[i++] = a[p1++];
            }else{ 
                assist[i++]=a[p2++];
            }
        }

        //遍历,如果p1的指针没有走完,那么顺序移动p1指针,把对应的元素放到辅助数组的对应索引处
        while(p1<=mid){ 
            assist[i++]=a[p1++];
        }
        //遍历,如果p2的指针没有走完,那么顺序移动p2指针,把对应的元素放到辅助数组的对应索引处
        while(p2<=hi){ 
            assist[i++]=a[p2++];
        }
        //把辅助数组中的元素拷贝到原数组中
        for(int index=lo;index<=hi;index++){ 
            a[index]=assist[index];
        }

    }



}

<font size="4" color="red">快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一
部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序
过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列

排序原理:
1.首先设定一个分界值,通过该分界值将数组分成左右两部分;
2.将大于或等于分界值的数据放到到数组右边,小于分界值的数据放到数组的左边。此时左边部分中各元素都小于
或等于分界值,而右边部分中各元素都大于或等于分界值;
3.然后,左边和右边的数据可以独立排序。对于左侧的数组数据,又可以取一个分界值,将该部分数据分成左右两
部分,同样在左边放置较小值,右边放置较大值。右侧的数组数据也可以做类似处理。
4.重复上述过程,可以看出,这是一个递归定义。通过递归将左侧部分排好序后,再递归排好右侧部分的顺序。当
左侧和右侧两个部分的数据排完序后,整个数组的排序也就完成了。
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切分原理:
把一个数组切分成两个子数组的基本思想:
1.找一个基准值,用两个指针分别指向数组的头部和尾部;
2.先从尾部向头部开始搜索一个比基准值小的元素,搜索到即停止,并记录指针的位置;
3.再从头部向尾部开始搜索一个比基准值大的元素,搜索到即停止,并记录指针的位置;
4.交换当前左边指针位置和右边指针位置的元素;
5.重复2,3,4步骤,直到左边指针的值大于右边指针的值停止。
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public static void sort(int[] arr, int left, int right) { 

        //如果左边的索引比右边的索引大,则不合法
        if (left > right) { 
            return;
        }
        //定义变量保存基准数
        int base = arr[left];
        //定义变量i,指向最左边
        int i = left;
        //定义变量j,指向最右边
        int j = right;
        //当i和j不相遇的时候,在循环中进行检索
        while (i != j) { 
            //先由j从右边往左检索,如果检索到比基准数小的就停下
            //如果检索到比基准数大或相等就继续检索
            while (arr[j] >= base && j>i) { 
                j--;
            }
            //i从左边往右边检索
            while (arr[i] <= base && j>i) { 
                i++;
            }
            //代码走到这里,说明i和j都停下了,则交换i和j位置的元素

                swap(arr,i,j);


        }
        //如果条件不成立,就会跳出循环,说明i和j相遇了
        //i和j一旦相遇,就停止检索,把基准数和相遇位置的元素交换
          arr[left]=arr[i];
         arr[i]=base;
        //此时,基准数的左边都比它小,右边都比它大
        //接下来继续相同的操作,可以使用递归
        //排基准数的左边
        sort(arr,left,i-1);
        //排基准数的右边
        sort(arr,i+1,right);



    }

代码测试 img

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