java实现的一些简单的排序算法

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java实现的一些简单的排序算法

2013年10月31日 ⁄ 综合 ⁄ 共 8389字 ⁄ 字号小中大 ⁄ 评论关闭

package algorithm; import java.util.Random; import org.junit.Test; import junit.framework.TestCase; /** * 各类排序<a href="http://www.xuebuyuan.com/category/%E7%AE%97%E6%B3%95" title="算法" target="_blank">算法</a>，这里假设各类排序都为升序排序 * 如果想实现可服用的排序方式，可参见冒泡排序算法实现，该排序方式支持升序和降序排序 * @author gaoyusi * @since 2010-3-30 * {@link http://blog.csdn.net/gaoyusi4964238} * */ public class Sort extends TestCase{ private enum SortForward{ASC,DEC}; private static final int ARRAY_LENGTH=100000; /*-------------------------------------------------*/ /*---------------------------测试方法---------------*/ @Test public void testBubbleSort(){ int [] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============Bubble Sort=================="); //System.out.println("Before Bubble Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); BubbleSort(list,SortForward.ASC); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("ASC Bubble Sort:"+getoutputString(list)); //BubbleSort(list,SortForward.DEC); //System.out.println("DEC Bubble Sort:"+getoutputString(list)); } @Test public void testStraightInsertionSort(){ int [] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============straight insert Sort========="); //System.out.println("Before straight insert Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); straightInsertionSort(list); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("after straight insert Sort:"+getoutputString(list)); } @Test public void testBinaryInsertionSort(){ int [] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============Binary insert Sort=========="); //System.out.println("Before Binary insert Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); BinaryInsertionSort(list); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("after Binary insert Sort:"+getoutputString(list)); } @Test public void testShellSort(){ int [] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============Shell Sort================="); //System.out.println("Before Shell Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); shellSort(list,new int[]{5,3,1}); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("after Shell Sort:"+getoutputString(list)); } @Test public void testQuickSort(){ int[] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============Quick Sort================="); //System.out.println("before Quick Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); quickEnterSort(list); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("after Quick Sort:"+getoutputString(list)); } @Test public void testSimpleSelectSort(){ int[] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============simple select Sort========="); //System.out.println("before simple select Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); simpleSelectionSort(list); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("after simple select Sort:"+getoutputString(list)); } @Test public void testHeapSort(){ int[] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============Heap Sort========="); //System.out.println("before heap Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); heapSort(list); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("after heap Sort:"+getoutputString(list)); } @Test public void testMergeSort(){ int[] list=new int[ARRAY_LENGTH]; fulfillList(list); System.out.println("============Merge Sort========="); //System.out.println("before Merge Sort:"+getoutputString(list)); long startTime=getCurrentTime(); mergeSort(list); System.out.println("Time:"+(getCurrentTime()-startTime)); //System.out.println("after Merge Sort:"+getoutputString(list)); } /*--------------------------------------------------*/ /*---------------------------辅助方法---------------*/ /** * 填充测试数据 */ public void fulfillList(int[] list){ Random random=new Random(); for(int i=0;i<list.length;i++){ list[i]=random.nextInt(10000); } } public long getCurrentTime(){ return System.nanoTime(); } /** * 将数组打印输出 */ private String getoutputString(int[] list) { if(list==null) return null; StringBuilder str=new StringBuilder(); str.append("["); for(int i=0;i<list.length;i++){ if(i==0){ str.append(list[i]); continue; } str.append(",").append(list[i]); } str.append("]"); return str.toString(); } /** * 数据交换 */ private void swap(int[] list, int i, int j) { int temp=list[i]; list[i]=list[j]; list[j]=temp; } /*--------------------------------------------------*/ /*---------------------------排序算法---------------*/ /************************插入排序************************/ /** * 直接插入排序（升序排序） */ public void straightInsertionSort(int[] list){ if(list==null||list.length<1){ return ; } for(int i=1;i<list.length;i++){ //此处可以加一个判断，如果list[i]>list[i-1]的话，continue; int temp=list[i]; int j=i-1; for(;j>=0&&temp<list[j];j--){ list[j+1]=list[j]; } list[j+1]=temp; } } /** * 二分插入排序（升序排序） */ public void BinaryInsertionSort(int [] list){ if(list==null||list.length<1){ return; } for(int i=1;i<list.length;i++){ int temp=list[i]; int low=0,high=i-1; while(low<=high){ int mid=(low+high)/2; if(list[mid]>temp) high=mid-1; else low=mid+1; } for(int j=i-1;j>high;j--)list[j+1]=list[j]; list[high+1]=temp; } } /** * shell排序 * @param l 待排序数组 * @param il 增量数组[数据是2^n-1，并递减的，此处可以做一个简单排序] */ public void shellSort(int [] l,int[] il){ if(l==null||l.length<1||il==null||il.length<1) return; for(int i=0;i<il.length;i++)//趟数 shellSort(l,il[i]); } public void shellSort(int[] l,int increment){ for(int m=increment;m<l.length;m++){ if(l[m]>l[m-increment]) continue; int temp=l[m]; int n=m-increment; for(;n>=0&&l[n]>temp;n-=increment) l[n+increment]=l[n]; l[n+increment]=temp; } } /************************快速排序***********************/ /** * 冒泡排序 * @param forward 排序方向,ASC：升序；DEC：降序 */ public void BubbleSort(int[] list,SortForward forward){ if(list==null||list.length<1){ return; } for(int i=1;i<list.length;i++){//趟数 //此处可以加一个flag，如果在下面冒泡过程中没有数据交换过程发生， //则表示剩下数据已有序，排序结束（这样能保证有序的数列在此排序所需时间复杂度仅为o(n)） for(int j=0;j<list.length-i;j++){//冒泡 if(forward==SortForward.ASC&&list[j]>list[j+1]){ swap(list,j,j+1); }else if(forward==SortForward.DEC&&list[j]<list[j+1]){ swap(list,j,j+1); } } } } public void quickEnterSort(int[] list){ quickSort(list,0,list.length-1); } public void quickSort(int [] list,int low,int high){ if(low<high){ int pivotloc=partition(list,low,high); quickSort(list,low,pivotloc-1); quickSort(list,pivotloc+1,high); } } /** * 快速排序的每一次划分执行 * 该处可改进方式： * 1.取low，high,（low+high)/2中最大值为pivotkey，然后将low值和pivot指向位置处值互换， * 这样可以不用修改程序其他部分（该种实现方式能够减轻piovt两端长度不均衡情况） * 2.对于下面while(low<high&&list[high]>=pivotkey)和while(low<high&&list[low]<=pivotkey) * 分别加一个标志位，如果在每个循环执行到(low+high)/2处时，仍没有数据交换现象发生， * 那么该半段数据是有序的，从而停止该部分数据的再划分排序（那么此时此处返回的应该是包含三个字段的一个对象 * （当前piovt位置,前半段数据是否有序标志，后半段数据是否有序标志）） */ public int partition(int [] list,int low,int high){ int pivotkey=list[low]; while(low<high){ while(low<high&&list[high]>=pivotkey) high--; list[low]=list[high]; while(low<high&&list[low]<=pivotkey) low++; list[high]=list[low]; } list[low]=pivotkey; return low; } /************************选择排序***********************/ /** * 简单选择排序 */ public void simpleSelectionSort(int [] list){ if(list==null||list.length<1){ return; } for(int i=0;i<list.length-1;i++){ int j=selectMinValueLeave(list,i); if(i!=j) swap(list,i,j); } } /** * 从以i开头的所有数组中选择出最小值下标 */ private int selectMinValueLeave(int[] list, int start) { int pivot =start; for(int j=start+1;j<list.length;j++){ if(list[j]<list[pivot]) pivot=j; } return pivot; } /** * 堆排序 */ public void heapSort(int [] list){ for(int i=list.length/2;i>=0;i--){ heapAdjust(list,i,list.length-1); } for(int i=list.length-1;i>0;){ swap(list,0,i); heapAdjust(list,0,--i); } } /** * 堆调整 */ private void heapAdjust(int [] list,int start,int end){ if(start==end) return; int pivot=list[start]; for(int j=start*2;j<=end;j=j*2){ if(j<end&&list[j]<list[j+1]) j++; if(pivot>=list[j]) break; list[start]=list[j]; start=j; } list[start]=pivot; } /************************归并排序***********************/ /** * 归并排序 */ public void mergeSort(int [] list){ msort(list,0,list.length-1); } private void msort(int [] list,int start,int end){ if(start==end){ return; } else { int mid=(start+end)/2; msort(list,start,mid); msort(list,mid+1,end); merge(list,start,mid,end); } } /** * 归并段合并借助于插入排序 * 另一种方式是借助于一个长度为n的辅助存储空间，这里不再实现 */ private void merge(int [] list,int start,int mid,int end){ /* * 如果归并的前半段后后半段已经有序，直接返回 */ if(list[mid+1]>list[mid]) return; for(int i=mid+1;i<=end;i++){ int temp=list[i]; int j=i-1; while(j>=start&&list[j]>temp){ list[j+1]=list[j]; j--; } list[j+1]=temp; } } }

冒泡 O(n2) O(n2) 稳定 O(1) n小时较好
交换 O(n2) O(n2) 不稳定 O(1) n小时较好
选择 O(n2) O(n2) 不稳定 O(1) n小时较好
插入 O(n2) O(n2) 稳定 O(1) 大部分已排序时较好
基数 O(logRB) O(logRB) 稳定 O(n) B是真数(0-9)，R是基数(个十百)
Shell O(nlogn) O(ns) 1<2 不稳定 O(1) s是所选分组
快速 O(nlogn) O(n2) 不稳定 O(nlogn) n大时较好
归并 O(nlogn) O(nlogn) 稳定 O(1) n大时较好
堆 O(nlogn) O(nlogn) 不稳定 O(1) n大时较好

【上篇】poj1275(差分约束系统)
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作者: fangji52

该日志由 fangji52 于11年前发表在综合分类下，最后更新于 2013年10月31日.
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