[技術]Java 面試中常用的八種排序算法與代碼實現!


1.直接插入排序

經常碰到這樣一類排序問題:把新的數據插入到已經排好的數據列中。

  • 將第一個數和第二個數排序,然後構成一個有序序列
  • 將第三個數插入進去,構成一個新的有序序列。
  • 對第四個數、第五個數……直到最後一個數,重複第二步。


[技術]Java 面試中常用的八種排序算法與代碼實現!


如何寫成代碼:

  • 首先設定插入次數,即循環次數,for(int i=1;i<length>
  • 設定插入數和得到已經排好序列的最後一個數的位數。insertNum和j=i-1。
  • 從最後一個數開始向前循環,如果插入數小於當前數,就將當前數向後移動一位。
  • 將當前數放置到空著的位置,即j+1。

代碼實現如下:

public void insertSort(int[] a){

int length=a.length;//數組長度,將這個提取出來是為了提高速度。

int insertNum;//要插入的數

for(int i=1;i<length>

insertNum=a[i];//要插入的數

int j=i-1;//已經排序好的序列元素個數

while(j>=0&&a[j]>insertNum){//序列從後到前循環,將大於insertNum的數向後移動一格

a[j+1]=a[j];//元素移動一格

j--;

}

a[j+1]=insertNum;//將需要插入的數放在要插入的位置。

}

}

2.希爾排序

對於直接插入排序問題,數據量巨大時。

  • 將數的個數設為n,取奇數k=n/2,將下標差值為k的數分為一組,構成有序序列。
  • 再取k=k/2 ,將下標差值為k的書分為一組,構成有序序列。
  • 重複第二步,直到k=1執行簡單插入排序。


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如何寫成代碼:

  • 首先確定分的組數。
  • 然後對組中元素進行插入排序。
  • 然後將length/2,重複1,2步,直到length=0為止。

代碼實現如下:

public void sheelSort(int[] a){

int d = a.length;

while (d!=0) {

d=d/2;

for (int x = 0; x < d; x++) {//分的組數

for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {//組中的元素,從第二個數開始

int j = i - d;//j為有序序列最後一位的位數

int temp = a[i];//要插入的元素

for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {//從後往前遍歷。

a[j + d] = a[j];//向後移動d位

}

a[j + d] = temp;

}

}

}

}

3.簡單選擇排序

常用於取序列中最大最小的幾個數時。

(如果每次比較都交換,那麼就是交換排序;如果每次比較完一個循環再交換,就是簡單選擇排序。)

  • 遍歷整個序列,將最小的數放在最前面。
  • 遍歷剩下的序列,將最小的數放在最前面。
  • 重複第二步,直到只剩下一個數。


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如何寫成代碼:

  • 首先確定循環次數,並且記住當前數字和當前位置。
  • 將當前位置後面所有的數與當前數字進行對比,小數賦值給key,並記住小數的位置。
  • 比對完成後,將最小的值與第一個數的值交換。
  • 重複2、3步。

代碼實現如下:

public void selectSort(int[] a) {

int length = a.length;

for (int i = 0; i < length; i++) {//循環次數

int key = a[i];

int position=i;

for (int j = i + 1; j < length; j++) {//選出最小的值和位置

if (a[j] < key) {

key = a[j];

position = j;

}

}

a[position]=a[i];//交換位置

a[i]=key;

}

}

4.堆排序

對簡單選擇排序的優化。

  • 將序列構建成大頂堆。
  • 將根節點與最後一個節點交換,然後斷開最後一個節點。
  • 重複第一、二步,直到所有節點斷開。


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代碼實現如下:

public void heapSort(int[] a){

System.out.println(開始排序);

int arrayLength=a.length;

//循環建堆

for(int i=0;i<arraylength-1>

//建堆

buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);

//交換堆頂和最後一個元素

swap(a,0,arrayLength-1-i);

System.out.println(Arrays.toString(a));

}

}

private void swap(int[] data, int i, int j) {

// TODO Auto-generated method stub

int tmp=data[i];

data[i]=data[j];

data[j]=tmp;

}

//對data數組從0到lastIndex建大頂堆

private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {

// TODO Auto-generated method stub

//從lastIndex處節點(最後一個節點)的父節點開始

for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){

//k保存正在判斷的節點

int k=i;

//如果當前k節點的子節點存在

while(k*2+1<=lastIndex){

//k節點的左子節點的索引

int biggerIndex=2*k+1;

//如果biggerIndex小於lastIndex,即biggerIndex+1代表的k節點的右子節點存在

if(biggerIndex<lastindex>

//若果右子節點的值較大

if(data[biggerIndex]<data>

//biggerIndex總是記錄較大子節點的索引

biggerIndex++;

}

}

//如果k節點的值小於其較大的子節點的值

if(data[k]<data>

//交換他們

swap(data,k,biggerIndex);

//將biggerIndex賦予k,開始while循環的下一次循環,重新保證k節點的值大於其左右子節點的值

k=biggerIndex;

}else{

break;

}

}

}

}

5.冒泡排序

一般不用。

  • 將序列中所有元素兩兩比較,將最大的放在最後面。
  • 將剩餘序列中所有元素兩兩比較,將最大的放在最後面。
  • 重複第二步,直到只剩下一個數。


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如何寫成代碼:

  • 設置循環次數。
  • 設置開始比較的位數,和結束的位數。
  • 兩兩比較,將最小的放到前面去。
  • 重複2、3步,直到循環次數完畢。

代碼實現如下:

public void bubbleSort(int[] a){

int length=a.length;

int temp;

for(int i=0;i<a.length>

for(int j=0;j<a.length-i-1>

if(a[j]>a[j+1]){

temp=a[j];

a[j]=a[j+1];

a[j+1]=temp;

}

}

}

}

6.快速排序

要求時間最快時。

  • 選擇第一個數為p,小於p的數放在左邊,大於p的數放在右邊。
  • 遞歸的將p左邊和右邊的數都按照第一步進行,直到不能遞歸。


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代碼實現如下:

public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {

if (start < end) {

int base = numbers[start]; // 選定的基準值(第一個數值作為基準值)

int temp; // 記錄臨時中間值

int i = start, j = end;

do {

while ((numbers[i] < base) && (i < end))

i++;

while ((numbers[j] > base) && (j > start))

j--;

if (i <= j) {

temp = numbers[i];

numbers[i] = numbers[j];

numbers[j] = temp;

i++;

j--;

}

} while (i <= j);

if (start < j)

quickSort(numbers, start, j);

if (end > i)

quickSort(numbers, i, end);

}

}

7.歸併排序

速度僅次於快排,內存少的時候使用,可以進行並行計算的時候使用。

  • 選擇相鄰兩個數組成一個有序序列。
  • 選擇相鄰的兩個有序序列組成一個有序序列。
  • 重複第二步,直到全部組成一個有序序列。


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代碼實現如下:

public static void mergeSort(int[] numbers, int left, int right) {

int t = 1;// 每組元素個數

int size = right - left + 1;

while (t < size) {

int s = t;// 本次循環每組元素個數

t = 2 * s;

int i = left;

while (i + (t - 1) < size) {

merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));

i += t;

}

if (i + (s - 1) < right)

merge(numbers, i, i + (s - 1), right);

}

}

private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {

int[] B = new int[data.length];

int s = p;

int t = q + 1;

int k = p;

while (s <= q && t <= r) {

if (data[s] <= data[t]) {

B[k] = data[s];

s++;

} else {

B[k] = data[t];

t++;

}

k++;

}

if (s == q + 1)

B[k++] = data[t++];

else

B[k++] = data[s++];

for (int i = p; i <= r; i++)

data[i] = B[i];

}

8.基數排序

用於大量數,很長的數進行排序時。

  • 將所有的數的個位數取出,按照個位數進行排序,構成一個序列。
  • 將新構成的所有的數的十位數取出,按照十位數進行排序,構成一個序列。


[技術]Java 面試中常用的八種排序算法與代碼實現!


代碼實現如下:

public void sort(int[] array) {

//首先確定排序的趟數;

int max = array[0];

for (int i = 1; i < array.length; i++) {

if (array[i] > max) {

max = array[i];

}

}

int time = 0;

//判斷位數;

while (max > 0) {

max /= 10;

time++;

}

//建立10個隊列;

List queue = new ArrayList();

for (int i = 0; i < 10; i++) {

ArrayList queue1 = new ArrayList();

queue.add(queue1);

}

//進行time次分配和收集;

for (int i = 0; i < time; i++) {

//分配數組元素;

for (int j = 0; j < array.length; j++) {

//得到數字的第time+1位數;

int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);

ArrayList queue2 = queue.get(x);

queue2.add(array[j]);

queue.set(x, queue2);

}

int count = 0;//元素計數器;

//收集隊列元素;

for (int k = 0; k < 10; k++) {

while (queue.get(k).size() > 0) {

ArrayList queue3 = queue.get(k);

array[count] = queue3.get(0);

queue3.remove(0);

count++;

}

}

}

}


"/<a.length-i-1>

/<a.length>

/<data>

/<data>

/<lastindex>

/<arraylength-1>

/<length>


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