java 中数组常用排序方法举例说明

2024-01-03 00:14:08

java 中数组常用排序方法举例说明

在Java中,数组的排序是常见的操作之一,而Java提供了多种排序方法来满足不同场景的需求。下面详细介绍5种常用的数组排序方法:

  1. 冒泡排序(Bubble Sort)

    冒泡排序是一种简单的排序算法,它重复地遍历数组,比较相邻的元素,并交换它们的位置,直到整个数组有序。

    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    // 交换相邻元素的位置
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
    
  2. 选择排序(Selection Sort)

    选择排序是一种简单直观的排序算法。它每次从待排序的数据中选择最小(或最大)的元素,放到已排序序列的末尾。

    public static void selectionSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            int minIndex = i;
            for (int j = i + 1; j < n; j++) {
                if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                    // 更新最小元素的索引
                    minIndex = j;
                }
            }
            // 交换最小元素到已排序序列的末尾
            int temp = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }
    }
    
  3. 插入排序(Insertion Sort)

    插入排序是一种简单且稳定的排序算法。它通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。

    public static void insertionSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            int key = arr[i];
            int j = i - 1;
            // 移动大于key的元素向右,为key腾出位置
            while (j >= 0 && arr[j] > key) {
                arr[j + 1] = arr[j];
                j = j - 1;
            }
            // 将key插入到正确的位置
            arr[j + 1] = key;
        }
    }
    
  4. 快速排序(Quick Sort)

    快速排序是一种高效的排序算法,基于分治法。它选择一个基准元素,将数组分为左右两部分,然后对每一部分递归地应用快速排序。

    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low < high) {
            // 获取分区点
            int pivotIndex = partition(arr, low, high);
            
            // 递归排序左半部分
            quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
            
            // 递归排序右半部分
            quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
        }
    }
    
    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
        // 选择基准元素
        int pivot = arr[high];
        int i = low - 1;
        for (int j = low; j < high; j++) {
            if (arr[j] <= pivot) {
                // 交换元素位置
                i++;
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
        // 将基准元素放到正确的位置
        int temp = arr[i + 1];
        arr[i + 1] = arr[high];
        arr[high] = temp;
        // 返回分区点
        return i + 1;
    }
    
  5. 归并排序(Merge Sort)

    归并排序是一种稳定且高效的排序算法,它将数组分为两半,分别排序,然后将两个有序的子数组合并成一个有序数组。

    public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
        if (left < right) {
            // 计算中间位置
            int mid = (left + right) / 2;
            
            // 递归排序左半部分
            mergeSort(arr, left, mid);
            
            // 递归排序右半部分
            mergeSort(arr, mid + 1, right);
            
            // 合并两个有序子数组
            merge(arr, left, mid, right);
        }
    }
    
    private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
        // 计算两个子数组的大小
        int n1 = mid - left + 1;
        int n2 = right - mid;
        
        // 创建临时数组
        int[] leftArray = new int[n1];
        int[] rightArray = new int[n2];
        
        // 将数据复制到临时数组
        for (int i = 0; i < n1; i++)
            leftArray[i] = arr[left + i];
        for (int j = 0; j < n2; j++)
            rightArray[j] = arr[mid + 1 + j];
        
        // 合并两个子数组
        int i = 0, j = 0, k = left;
        while (i < n1 && j < n2) {
            if (leftArray[i] <= rightArray[j]) {
                arr[k] = leftArray[i];
                i++;
            } else {
                arr[k] = rightArray[j];
                j++;
            }
            k++;
        }
        
        // 处理剩余元素
        while (i < n1) {
            arr[k] = leftArray[i];
            i++;
            k++;
        }
        
        while (j < n2) {
            arr[k] = rightArray[j];
            j++;
            k++;
        }
    }
    

在选择排序算法时,要考虑数据规模、性能要求等因素。希望这些例子能够帮助你更好地理解Java中的数组排序方法。

文章来源:https://blog.csdn.net/wykqh/article/details/135350463
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