排序算法复习

排序算法复习（Java实现）：插入，冒泡，选择，Shell,快速排序收藏为了便于管理，先引入个基础类：package algorithms;/*** @author yovn**/public abstract class Sorter < E extends Comparable < E >> { public abstract void sort(E[] array, int from , int len);public final void sort(E[] array){sort(array, 0 ,array.length);}protected final void swap(E[] array, int from , int to){E tmp = array[from];array[from] = array[to];array[to] = tmp;}}一插入排序该算法在数据规模小的时候十分高效，该算法每次插入第K+1到前K个有序数组中一个合适位置，K从0开始到N-1,从而完成排序：package algorithms;/*** @author yovn*/public class InsertSorter < E extends Comparable < E >> extends Sorter < E > {/* (non-Javadoc)* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)*/public void sort(E[] array, int from, int len) {E tmp = null ;for ( int i = from + 1 ;i < from + len;i ++ ){tmp = array[i];int j = i;for (;j > from;j -- ){if (pareTo(array[j - 1 ]) < 0 ){array[j] = array[j - 1 ];}else break ;}array[j] = tmp;}}}二冒泡排序这可能是最简单的排序算法了，算法思想是每次从数组末端开始比较相邻两元素，把第i小的冒泡到数组的第i个位置。

i从0一直到N-1从而完成排序。

（当然也可以从数组开始端开始比较相邻两元素，把第i大的冒泡到数组的第N-i个位置。

i从0一直到N-1从而完成排序。

)package algorithms;/*** @author yovn**/public class BubbleSorter < E extends Comparable < E >> extends Sorter < E > { private static boolean DWON = true ;public final void bubble_down(E[] array, int from, int len){for ( int i = from;i < from + len;i ++ ){for ( int j = from + len - 1 ;j > i;j -- ){if (array[j].compareTo(array[j - 1 ]) < 0 )swap(array,j - 1 ,j);}}}}public final void bubble_up(E[] array, int from, int len){for ( int i = from + len - 1 ;i >= from;i -- ){for ( int j = from;j < i;j ++ ){if (array[j].compareTo(array[j + 1 ]) > 0 ){swap(array,j,j + 1 );}}}}@Overridepublic void sort(E[] array, int from, int len) {if (DWON){bubble_down(array,from,len);}else{bubble_up(array,from,len);}}}三，选择排序选择排序相对于冒泡来说，它不是每次发现逆序都交换，而是在找到全局第i小的时候记下该元素位置，最后跟第i个元素交换，从而保证数组最终的有序。

相对与插入排序来说，选择排序每次选出的都是全局第i小的，不会调整前i个元素了。

package algorithms;/*** @author yovn*/public class SelectSorter < E extends Comparable < E >> extends Sorter < E > {/* (non-Javadoc)* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)*/@Overridepublic void sort(E[] array, int from, int len) {for ( int i = 0 ;i < len;i ++ ){int smallest = i;int j = i + from;for (;j < from + len;j ++ ){if (array[j].compareTo(array[smallest]) < 0 ){smallest = j;}}swap(array,i,smallest);}}}四 Shell排序Shell排序可以理解为插入排序的变种，它充分利用了插入排序的两个特点：1）当数据规模小的时候非常高效2）当给定数据已经有序时的时间代价为O(N)所以，Shell排序每次把数据分成若个小块，来使用插入排序，而且之后在这若个小块排好序的情况下把它们合成大一点的小块，继续使用插入排序，不停的合并小块，知道最后成一个块，并使用插入排序。

这里每次分成若干小块是通过“增量” 来控制的，开始时增量交大，接近N/2,从而使得分割出来接近N/2个小块，逐渐的减小“增量“最终到减小到1。

一直较好的增量序列是2^k-1,2^(k-1)-1,.....7,3,1,这样可使Shell排序时间复杂度达到O(N^1.5)所以我在实现Shell排序的时候采用该增量序列package algorithms;* @author yovn*/public class ShellSorter < E extends Comparable < E >> extends Sorter < E > { /* (non-Javadoc)* Our delta value choose 2^k-1,2^(k-1)-1,.7,3,1.* complexity is O(n^1.5)* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)*/@Overridepublic void sort(E[] array, int from, int len) {// 1.calculate the first delta value;int value = 1 ;while ((value + 1 ) * 2 < len){value = (value + 1 ) * 2 - 1 ;}for ( int delta = value;delta >= 1 ;delta = (delta + 1 ) / 2 - 1 ){for ( int i = 0 ;i < delta;i ++ ){modify_insert_sort(array,from + i,len - i,delta);}}}private final void modify_insert_sort(E[] array, int from, int len, int delta) {if (len <= 1 ) return ;E tmp = null ;for ( int i = from + delta;i < from + len;i += delta){tmp = array[i];int j = i;for (;j > from;j -= delta){if (pareTo(array[j - delta]) < 0 ){array[j] = array[j - delta];}else break ;}array[j] = tmp;}}}五快速排序快速排序是目前使用可能最广泛的排序算法了。

一般分如下步骤：1）选择一个枢纽元素（有很对选法，我的实现里采用去中间元素的简单方法）2）使用该枢纽元素分割数组，使得比该元素小的元素在它的左边，比它大的在右边。

并把枢纽元素放在合适的位置。

3）根据枢纽元素最后确定的位置，把数组分成三部分，左边的，右边的，枢纽元素自己，对左边的，右边的分别递归调用快速排序算法即可。

快速排序的核心在于分割算法，也可以说是最有技巧的部分。

package algorithms;/*** @author yovn**/public class QuickSorter < E extends Comparable < E >> extends Sorter < E > {/* (non-Javadoc)* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)*/@Overridepublic void sort(E[] array, int from, int len) {q_sort(array,from,from + len - 1 );}private final void q_sort(E[] array, int from, int to) {if (to - from < 1 ) return ;int pivot = selectPivot(array,from,to);pivot = partion(array,from,to,pivot);q_sort(array,from,pivot - 1 );q_sort(array,pivot + 1 ,to);}private int partion(E[] array, int from, int to, int pivot) {E tmp = array[pivot];array[pivot] = array[to]; //now to's position is availablewhile (from != to){while (from < to && array[from].compareTo(tmp) <= 0 )from ++ ;if (from < to){array[to] = array[from]; //now from's position is availableto -- ;}while (from < to && array[to].compareTo(tmp) >= 0 )to -- ;if (from < to){array[from] = array[to]; //now to's position is available now from ++ ;}}array[from] = tmp;return from;}private int selectPivot(E[] array, int from, int to) {return (from + to) / 2 ;}}还有归并排序，堆排序，桶式排序，基数排序，下次在归纳。