排序算法原理与实现(java)
java稳定的排序方法
java稳定的排序方法
Java是一种广泛使用的编程语言，其中排序是常见的操作。
在排序中，稳定性是一个重要的概念。
稳定的排序算法可以保留相等元素的原始顺序，而不稳定的排序算法不保证这一点。
下面介绍几种Java中稳定的排序方法：
1. 冒泡排序：该算法的基本思想是通过交换相邻的元素来将较大的元素逐步“冒泡”到数组的末尾。
冒泡排序是一种简单但效率较低的排序算法，时间复杂度为O(n^2)。
2. 插入排序：该算法的基本思想是将数组分为有序和无序两部分，从无序部分依次取出一个元素插入到有序部分的适当位置。
插入排序的时间复杂度也是O(n^2)，但在实际应用中，它比冒泡排序更常用。
3. 归并排序：该算法的基本思想是将待排序数组分成两个子数组，并将每个子数组递归地进行排序，然后再将它们合并成一个有序数组。
归并排序的时间复杂度为O(nlogn)，但它需要额外的空间来存储子数组。
4. 堆排序：该算法的基本思想是将待排序数组构建为一个最大堆（或最小堆），然后不断取出堆顶元素并重新调整堆，直到所有元素都被取出。
堆排序的时间复杂度为O(nlogn)，但也需要额外的空间来存储堆。
总的来说，以上排序方法都是稳定的。
在实际应用中，我们需要根据数据规模、数据类型和性能需求等因素来选择适当的排序算法。
Java面试题合集Java中的排序算法
Java面试题合集Java中的排序算法Java面试题合集——Java中的排序算法排序算法是计算机科学中的基本算法之一，而在Java编程语言中，也提供了多种排序算法的实现。
掌握常见的排序算法是Java开发者面试时的重要考点之一。
本文将介绍Java中一些常用的排序算法，并对它们的原理、应用场景和性能进行讨论。
一、冒泡排序（Bubble Sort）冒泡排序是一种简单但效率较低的排序算法，它的基本思想是通过不断交换相邻元素的位置，将较大或较小的元素逐渐“冒泡”到数组的一端。
具体实现如下：```javapublic 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]) {int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}```冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，因此对于大规模数据的排序效率较低。
但它的实现简单，对于小规模数据或基本有序的数据仍然具有一定优势。
二、选择排序（Selection Sort）选择排序是一种简单但效率较低的排序算法，它每次从待排序的元素中选择最小（或最大）的元素放到已排序的部分末尾。
通过不断选择并交换元素，实现整个数组的排序。
具体实现如下：```javapublic 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]) {minIndex = j;}int temp = arr[i];arr[i] = arr[minIndex];arr[minIndex] = temp;}}```选择排序的时间复杂度同样为O(n^2)，虽然在大规模数据的排序中效率较低，但由于每次只需交换一次元素，因此相对于冒泡排序而言，选择排序的性能略高。
java中list.sort的用法
java中list.sort的用法Java中的List是一个接口，用于存储一组元素。
在很多情况下，我们需要对List 中的元素进行排序。
Java提供了List接口的sort方法来实现排序功能。
本文将详细介绍Java中List.sort方法的用法。
一、List.sort方法的定义和原理List.sort方法是Java 8引入的新方法，它用于对List中的元素进行排序。
该方法使用了改进的归并排序算法（TimSort），这是一种稳定的排序算法。
在排序过程中，List.sort方法会根据比较器的规则，比较两个元素的大小，然后交换位置，以达到排序的目的。
二、List.sort方法的语法List.sort方法有两种不同的语法形式：1. void sort(Comparator<? super E> c)该方法接受一个Comparator作为参数，用于定义元素之间的比较规则。
比较器可以是自定义的，也可以使用已有的比较器。
2. void sort(Comparator<? super E> c)该方法不接受任何参数，它使用元素的自然顺序进行排序。
自然顺序是通过元素的compareT o方法确定的。
三、使用自然顺序进行排序如果List中的元素实现了Comparable接口，并重写了compareT o方法，那么就可以使用List.sort方法进行排序。
以下是一个示例：List<String> list = new ArrayList<>();list.add("foo");list.add("bar");list.add("baz");list.add("qux");list.sort(null);System.out.println(list);输出结果为：[bar, baz, foo, qux]在上面的代码中，我们使用了List.sort方法对String类型的List进行排序。
java arrays.sort 原理
java arrays.sort 原理Java中的Arrays.sort()方法用于对数组进行排序。
该方法使用了一种称为快速排序的算法，其基本原理是分治法。
快速排序的基本步骤如下：1. 选择一个基准元素。
通常选择数组的第一个元素作为基准元素。
2. 将数组分为两个子数组：小于基准元素的子数组和大于基准元素的子数组。
3. 对这两个子数组分别进行快速排序。
4. 将排好序的子数组进行合并，得到最终的排序结果。
在具体实现上，Java中的Arrays.sort()方法使用了双指针技术。
首先，将数组分为左右两个部分，左边的部分都小于基准元素，右边的部分都大于基准元素。
然后，递归地对左右两个部分进行快速排序，直到整个数组都被排好序。
具体来说，以下是Java中Arrays.sort()方法的伪代码实现：'''javapublic static void sort(int[] arr) {quicksort(arr, 0, arr.length - 1);}private static void quicksort(int[] arr, int low, int high) {if low < high {int pivot = partition(arr, low, high);quicksort(arr, low, pivot - 1);quicksort(arr, pivot + 1, high);}}private static int partition(int[] arr, int low, int high) {int pivot = arr[high]; // 选择基准元素为数组的最后一个元素int i = low - 1; // 左指针指向第一个元素的前一个位置for (int j = low; j < high; j++) {if (arr[j] < pivot) {i++; // 左指针右移swap(arr, i, j); // 交换元素}}swap(arr, i + 1, high); // 将基准元素放到正确的位置上return i + 1; // 返回基准元素的索引}private static void swap(int[] arr, int i, int j) {int temp = arr[i];arr[i] = arr[j];arr[j] = temp;}'''在上述伪代码中，'quicksort()'方法实现了快速排序的基本逻辑，'partition()'方法用于将数组分为左右两个部分，'swap()'方法用于交换两个元素的值。
java算法总结
java算法总结一、排序1、冒泡排序：t冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
2、选择排序：t选择排序是一种简单直观的排序算法，无论什么数据进去都是O(n)的时间复杂度。
所以用到它的时候，数据规模越小越好。
唯一的好处可能就是不占用额外的内存空间了吧。
3、插入排序：t插入排序（Insertion-Sort）的算法描述是一种简单直观的排序算法。
它的工作原理是通过构建有序序列，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。
4、希尔排序：t希尔排序，也称递减增量排序算法，是插入排序的一种更高效的改进版本。
希尔排序是非稳定排序算法。
该方法的基本思想是：先将整个待排序的记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序，待整个序列中的记录“基本有序”时，再对全体记录进行依次直接插入排序。
二、查找1、线性查找：t线性查找又称顺序查找，是一种最简单的查找算法。
从数据结构线形表的一端开始，顺序扫描，依次将扫描到的结点关键字与给定值k相比较，若相等则查找成功；若扫描结束仍没有找到关键字等于k的结点，则表示表中不存在关键字等于k的结点，查找失败。
2、二分查找：t二分查找又称折半查找，要求待查找的序列有序。
每次取中间位置的值与待查关键字比较，如果中间位置的值更大，则在前半部分循环这个查找的过程，如果中间位置的值更小，则在后半部分循环这个查找的过程。
3、二叉查找树：t二叉查找树（Binary Search Tree，简称BST），又被称为二叉搜索树、有序二叉树。
它是一棵空树或者是具有下列性质的二叉树：若任意节点的左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值；若任意节点的右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值；任意节点的左、右子树也分别为二叉查找树；没有键值相等的节点三、字符串处理1、KMP算法：tKMP算法是由Donald E.Knuth、Vaughn R. Pratt和James H.Morris三人于1977年提出的一种改进的字符串匹配算法，它利用匹配失败后的信息，尽量减少模式串与主串的匹配次数以达到快速匹配的目的。
java中arraylist的sort排序原理
java中arraylist的sort排序原理ArrayList是Java中常用的集合类之一，它的sort方法可以用于对ArrayList 中的元素进行排序。
在了解ArrayList的sort排序原理之前，我们可以先了解一下ArrayList的实现方式。
ArrayList是基于数组实现的动态数组，它可以根据需要自动扩展容量。
它的内部是以一个Object数组来实现的，当数组的容量不足以存放新元素时，ArrayList 会重新分配一个更大的数组，并将原有的元素复制到新数组中。
这种实现方式在一定程度上影响了ArrayList的性能，尤其是在插入和删除元素的操作上。
但是在查找和遍历元素时，由于ArrayList是基于数组实现的，所以具有较好的性能。
ArrayList的sort方法是通过Arrays类的sort方法来实现的，Arrays类提供了对数组元素进行排序的方法。
以下是ArrayList的sort方法的定义：public void sort(Comparator<? super E> c) {final int expectedModCount = modCount;Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);if (modCount != expectedModCount) {throw new ConcurrentModificationException();}modCount++;}从上面的代码可以看出，ArrayList的sort方法接收一个Comparator参数c，它用于指定元素的比较方式。
ArrayList的sort方法首先通过对elementData 数组的排序来实现对ArrayList中的元素的排序，然后检查modCount是否与expectedModCount相等，如果不等则抛出ConcurrentModificationException。
java快速排序简单代码
java快速排序简单代码快速排序是一种非常高效的排序算法，它利用了分治的思想，可以在O(n log n)的时间复杂度内完成排序，比其他排序算法的速度要快得多。
在Java中，快速排序的实现并不复杂，下面就来详细介绍。
1. 选取基准点快速排序的第一步是选取基准点，在我们的代码中，我们选取数组的第一个元素为基准点，可以根据需要进行修改。
2. 分区接下来，我们需要将数组中的元素按照基准点进行分区，将比基准点小的元素放置到基准点的左边，比基准点大的元素放置到基准点的右边。
我们可以用两个指针 i 和 j 分别从左边和右边扫描数组，比较大小并交换元素，直到 i >= j。
3. 递归排序分区完成后，我们需要对左右两个分区再次进行快速排序。
我们可以使用递归的方式来实现这一过程，对左分区和右分区分别调用快速排序函数，直到所有分区都变得有序。
下面是快速排序的Java实现代码：public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {if (left >= right) {return;}int pivot = arr[left];int i = left, j = right;while (i < j) {while (i < j && arr[j] >= pivot) {j--;}arr[i] = arr[j];while (i < j && arr[i] <= pivot) {i++;}arr[j] = arr[i];}arr[i] = pivot;quickSort(arr, left, i - 1);quickSort(arr, i + 1, right);}在代码中，我们首先判断了左右指针是否相遇，防止出现越界的情况。
接着，我们选取了左边第一个元素作为基准点，并使用指针 i 和 j 进行分区操作，最后对左右两个分区进行递归排序。
哈希排序算法java实现
哈希排序算法java实现哈希排序算法的Java实现哈希排序算法是一种基于哈希表的排序算法，它利用哈希函数将元素映射到桶中，并通过对桶中的元素进行排序，最终得到有序的结果。
在本文中，我们将介绍哈希排序算法的原理，并给出其Java实现。
一、算法原理哈希排序算法的核心思想是利用哈希函数将元素映射到桶中，然后对桶中的元素进行排序。
具体步骤如下：1. 创建一个哈希表，用于存储桶。
2. 根据哈希函数将待排序的元素分配到相应的桶中。
3. 对每个桶中的元素进行排序，可以使用插入排序或其他排序算法。
4. 将每个桶中的元素按顺序合并到一个有序数组中，即为最终的排序结果。
二、Java实现下面是哈希排序算法的Java实现代码：```javaimport java.util.ArrayList;import java.util.Collections;public class HashSort {public static void hashSort(int[] arr) {// 创建一个哈希表，用于存储桶ArrayList<ArrayList<Integer>> buckets = new ArrayList<>();int max = arr[0], min = arr[0];int bucketNum;// 找出待排序数组中的最大值和最小值for (int i = 1; i < arr.length; i++) {if (arr[i] > max) {max = arr[i];}if (arr[i] < min) {min = arr[i];}}// 计算桶的数量bucketNum = (max - min) / arr.length + 1;// 初始化桶for (int i = 0; i < bucketNum; i++) {buckets.add(new ArrayList<>());}// 根据哈希函数将元素分配到相应的桶中for (int i = 0; i < arr.length; i++) {int index = (arr[i] - min) / arr.length;buckets.get(index).add(arr[i]);}// 对每个桶中的元素进行排序for (ArrayList<Integer> bucket : buckets) {Collections.sort(bucket);}// 将每个桶中的元素按顺序合并到一个有序数组中 int index = 0;for (ArrayList<Integer> bucket : buckets) {for (int num : bucket) {arr[index++] = num;}}}public static void main(String[] args) {int[] arr = {9, 5, 7, 3, 1, 6, 8, 2, 4};hashSort(arr);for (int num : arr) {System.out.print(num + " ");}}}```在上述代码中，我们首先找出待排序数组中的最大值和最小值，然后根据哈希函数将元素分配到相应的桶中。
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Java程序员必知的8大排序<合肥软件培训>[来源：本站| 日期：2012年12月24日| 浏览173次] 字体:[大中小] 8种排序之间的关系:1，直接插入排序（1）基本思想：在要排序的一组数中，假设前面(n-1)[n>=2] 个数已经是排好顺序的，现在要把第n个数插到前面的有序数中，使得这n个数也是排好顺序的。
如此反复循环，直到全部排好顺序。
（2）实例（3）用java实现//从小到大package com.njue;23public class insertSort {4public insertSort(){5inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};6int temp=0;7for(int i=1;i<a.length;i++){8int j=i-1;9temp=a[i]; //将要插入的元素（从a[1]开始）10for(;j>=0&&temp<a[j];j--){ //要插入的元素小于前面的元素11a[j+1]=a[j]; //将大于temp的值整体后移一个单位12}13a[j+1]=temp; //插入14}15for(int i=0;i<a.length;i++)16System.out.println(a[i]);17}18}2，希尔排序（最小增量排序）（1）基本思想：算法先将要排序的一组数按某个增量d（n/2,n为要排序数的个数）分成若干组，每组中记录的下标相差d.对每组中全部元素进行直接插入排序，然后再用一个较小的增量（d/2）对它进行分组，在每组中再进行直接插入排序。
当增量减到1时，进行直接插入排序后，排序完成。
（2）实例：（3）用java实现19public class shellSort {20public shellSort(){21int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45,56,100};22double d1=a.length;23int temp=0;24while(true){25d1= Math.ceil(d1/2);26int d=(int) d1;27for(int x=0;x<d;x++){28for(int i=x+d;i<a.length;i+=d){29int j=i-d;30temp=a[i];31for(;j>=0&&temp<a[j];j-=d){32a[j+d]=a[j];33}34a[j+d]=temp;35}36}37if(d==1)38break;39}40for(int i=0;i<a.length;i++)41System.out.println(a[i]);42}43}3.简单选择排序（1）基本思想：在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换；然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换，如此循环到倒数第二个数和最后一个数比较为止。
（2）实例：（3）用java实现44public class selectSort {45public selectSort(){46int a[]={1,54,6,3,78,34,12,45};47int position=0;48for(int i=0;i<a.length;i++){4950int j=i+1;51position=i;52int temp=a[i];53for(;j<a.length;j++){54if(a[j]<temp){55temp=a[j];56position=j;57}58}59a[position]=a[i];60a[i]=temp;61}62for(int i=0;i<a.length;i++)63System.out.println(a[i]);64}65}4，堆排序（1）基本思想：堆排序是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。
堆的定义如下：具有n个元素的序列（h1,h2,...,hn),当且仅当满足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1）(i=1,2,...,n/2)时称之为堆。
在这里只讨论满足前者条件的堆。
由堆的定义可以看出，堆顶元素（即第一个元素）必为最大项（大顶堆）。
完全二叉树可以很直观地表示堆的结构。
堆顶为根，其它为左子树、右子树。
初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树，调整它们的存储序，使之成为一个堆，这时堆的根节点的数最大。
然后将根节点与堆的最后一个节点交换。
然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。
依此类推，直到只有两个节点的堆，并对它们作交换，最后得到有n个节点的有序序列。
从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，二是堆顶与堆的最后一个元素交换位置。
所以堆排序有两个函数组成。
一是建堆的渗透函数，二是反复调用渗透函数实现排序的函数。
（2）实例：初始序列：46,79,56,38,40,84建堆：交换，从堆中踢出最大数依次类推：最后堆中剩余的最后两个结点交换，踢出一个，排序完成。
（3）用java实现66import java.util.Arrays;6768public class HeapSort {69inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};70public HeapSort(){71heapSort(a);72}73public void heapSort(int[] a){74System.out.println("开始排序");75int arrayLength=a.length;76//循环建堆77for(int i=0;i<arrayLength-1;i++){78//建堆7980buildMaxHeap(a,arrayLength-1-i);81//交换堆顶和最后一个元素82swap(a,0,arrayLength-1-i);83System.out.println(Arrays.toString(a));84}85}8687private void swap(int[] data, int i, int j) {88// TODO Auto-generated method stub89int tmp=data[i];90data[i]=data[j];91data[j]=tmp;92}93//对data数组从0到lastIndex建大顶堆94private void buildMaxHeap(int[] data, int lastIndex) {95// TODO Auto-generated method stub96//从lastIndex处节点（最后一个节点）的父节点开始97for(int i=(lastIndex-1)/2;i>=0;i--){98//k保存正在判断的节点99int k=i;100//如果当前k节点的子节点存在101while(k*2+1<=lastIndex){102//k节点的左子节点的索引103int biggerIndex=2*k+1;104//如果biggerIndex小于lastIndex，即biggerIndex+1代表的k节点的右子节点存在105if(biggerIndex<lastIndex){106//若果右子节点的值较大107if(data[biggerIndex]<data[biggerIndex+1]){108//biggerIndex总是记录较大子节点的索引109biggerIndex++;110}111}112//如果k节点的值小于其较大的子节点的值113if(data[k]<data[biggerIndex]){114//交换他们115swap(data,k,biggerIndex);116//将biggerIndex赋予k，开始while循环的下一次循环，重新保证k节点的值大于其左右子节点的值117k=biggerIndex;118}else{119break;120}121}<p align="left"> <span> </span>}</p><palign="left"> }</p><p align="left"> <spanstyle="background-color: white; ">}</span></p>5.冒泡排序（1）基本思想：在要排序的一组数中，对当前还未排好序的范围内的全部数，自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整，让较大的数往下沉，较小的往上冒。
即：每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时，就将它们互换。
（2）实例：（3）用java实现122public class bubbleSort {123public bubbleSort(){124inta[]={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,5,4,62,99,98,54,56,17,18,23,34,15,35,25,53,51};125int temp=0;126for(int i=0;i<a.length-1;i++){127for(int j=0;j<a.length-1-i;j++){128if(a[j]>a[j+1]){129temp=a[j];130a[j]=a[j+1];131a[j+1]=temp;132}133}134}135for(int i=0;i<a.length;i++)136System.out.println(a[i]);137}138}1396.快速排序（1）基本思想：选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描，将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分。