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快速排序java讲解

发布时间:2025-03-22 03:05:56

1. 常见的排序算法—选择,冒泡,插入,快速,归并

太久没看代码了,最近打算复习一下java,又突然想到了排序算法,就把几种常见的排序算法用java敲了一遍,这里统一将无序的序列从小到大排列。

选择排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是:第一次从待排序的数据元素中选出最小的一个元素,存放在序列的起始位置,然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小元素,继续放在下一个位置,直到待排序元素个数为0。

选择排序代码如下:

public void Select_sort(int[] arr) {

int temp,index;

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

index = i;

for(int j = i + 1 ; j < 10 ; j++) {

if(arr[j] < arr[index])

index = j;

}

/*

temp = arr[i];

arr[i] = arr[index];

arr[index] = temp;

*/

swap(arr,i,index);

}

System.out.print("经过选择排序后:");

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

System.out.print( arr[i] +" ");

System.out.println("");

}

冒泡排序是一种比较基础的排序算法,其思想是相邻的元素两两比较,较大的元素放后面,较小的元素放前面,这样一次循环下来,最大元素就会归位,若数组中元素个数为n,则经过(n-1)次后,所有元素就依次从小到大排好序了。整个过程如同气泡冒起,因此被称作冒泡排序。

选择排序代码如下:

public void Bubble_sort(int[] arr) {

int temp;

for(int i = 0 ; i < 9 ; i++) {

for(int j = 0 ; j < 10 - i - 1 ;j++) {

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

/*

temp = arr[j];

arr[j] = arr[j+1];

arr[j+1] = temp;

*/

swap(arr,j,j+1);

}

}

}

System.out.print("经过冒泡排序后:");

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

System.out.print( arr[i] +" ");

System.out.println("");

}

插入排序也是一种常见的排序算法,插入排序的思想是:创建一个与待排序数组等大的数组,每次取出一个待排序数组中的元素,然后将其插入到新数组中合适的位置,使新数组中的元素保持从小到大的顺序。

插入排序代码如下:

public void Insert_sort(int[] arr) {

int length = arr.length;

int[] arr_sort = new int[length];

int count = 0;

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

if(count == 0) {

arr_sort[0] = arr[0];

}else if(arr[i] >= arr_sort[count - 1]) {

arr_sort[count] = arr[i];

}else if(arr[i] < arr_sort[0]) {

insert(arr,arr_sort,arr[i],0,count);

}else {

for(int j = 0;j < count - 1; j++) {

if(arr[i] >= arr_sort[j] && arr[i] < arr_sort[j+1]) {

insert(arr,arr_sort,arr[i],j+1,count);

break;

}

}

}

count++;

}

System.out.print("经过插入排序后:");

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

System.out.print( arr_sort[i] +" ");

System.out.println("");

}

public void insert(int[] arr,int[] arr_sort,int value,int index,int count) {

for(int i = count; i > index; i--)

arr_sort[i] = arr_sort[i-1];

arr_sort[index] = value;

}

快速排序的效率比冒泡排序算法有大幅提升。因为使用冒泡排序时,一次外循环只能归位一个值,有n个元素最多就要执行(n-1)次外循环。而使用快速排序时,一次可以将所有元素按大小分成两堆,也就是平均情况下需要logn轮就可以完成排序。

快速排序的思想是:每趟排序时选出一个基准值(这里以首元素为基准值),然后将所有元素与该基准值比较,并按大小分成左右两堆,然后递归执行该过程,直到所有元素都完成排序。

public void Quick_sort(int[] arr, int left, int right) {

if(left >= right)

return ;


int temp,t;

int j = right;

int i = left;

temp = arr[left];

while(i < j) {

while(arr[j] >= temp && i < j)

j--;

while(arr[i] <= temp && i < j)

i++;

if(i < j) {

t = arr[i];

arr[i] = arr[j];

arr[j] = t;

}

}

arr[left] = arr[i];

arr[i] = temp;


Quick_sort(arr,left, i - 1);

Quick_sort(arr, i + 1, right);

}

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,归并排序对序列的元素进行逐层折半分组,然后从最小分组开始比较排序,每两个小分组合并成一个大的分组,逐层进行,最终所有的元素都是有序的。

public void Mergesort(int[] arr,int left,int right) {

if(right - left > 0) {

int[] arr_1 = new int[(right - left)/2 + 1];

int[] arr_2 = new int[(right - left + 1)/2];

int j = 0;

int k = 0;

for(int i = left;i <= right;i++) {

if(i <= (right + left)/2) {

arr_1[j++] = arr[i];

}else {

arr_2[k++] = arr[i];

}

}

Mergesort(arr_1,0,(right - left)/2);

Mergesort(arr_2,0,(right - left - 1)/2);

Merge(arr_1,arr_2,arr);

}

}

public void Merge(int[] arr_1,int[] arr_2,int[] arr) {

int i = 0;

int j = 0;

int k = 0;

int L1 = arr_1.length;

int L2 = arr_2.length;

while(i < L1 && j < L2) {

if(arr_1[i] <= arr_2[j]) {

arr[k] = arr_1[i];

i++;

}else {

arr[k] = arr_2[j];

j++;

}

k++;

}

if(i == L1) {

for(int t = j;j < L2;j++)

arr[k++] = arr_2[j];

}else {

for(int t = i;i < L1;i++)

arr[k++] = arr_1[i];

}

}

归并排序这里我使用了left,right等变量,使其可以通用,并没有直接用数字表示那么明确,所以给出相关伪代码,便于理解。

Mergesort(arr[0...n-1])

//输入:一个可排序数组arr[0...n-1]

//输出:非降序排列的数组arr[0...n-1]

if n>1

arr[0...n/2-1] to arr_1[0...(n+1)/2-1]//确保arr_1中元素个数>=arr_2中元素个数

//对于总个数为奇数时,arr_1比arr_2中元素多一个;对于总个数为偶数时,没有影响

arr[n/2...n-1] to arr_2[0...n/2-1]

Mergesort(arr_1[0...(n+1)/2-1])

Mergesort(arr_2[0...n/2-1])

Merge(arr_1,arr_2,arr)

Merge(arr_1[0...p-1],arr_2[0...q-1],arr[0...p+q-1])

//输入:两个有序数组arr_1[0...p-1]和arr_2[0...q-1]

//输出:将arr_1与arr_2两数组合并到arr

int i<-0;j<-0;k<-0

while i

<p span="" do<="" j

if arr_1[i] <= arr_2[j]

arr[k] <- arr_1[i]

i<-i+1

else arr[k] <- arr_2[j];j<-j+1

k<-k+1

if i=p

arr_2[j...q-1] to arr[k...p+q-1]

else arr_1[i...p-1] to arr[k...p+q-1]

package test_1;

import java.util.Scanner;

public class Test01 {

public static void main(String[] args) {

Scanner sc = new Scanner(System.in);

int[] arr_1 = new int[10];

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

arr_1[i] = sc.nextInt();

Sort demo_1 = new Sort();


//1~5一次只能运行一个,若多个同时运行,则只有第一个有效,后面几个是无效排序。因为第一个运行的已经将带排序数组排好序。


demo_1.Select_sort(arr_1);//-----------------------1


//demo_1.Bubble_sort(arr_1);//---------------------2


/* //---------------------3

demo_1.Quick_sort(arr_1, 0 , arr_1.length - 1);

System.out.print("经过快速排序后:");

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

System.out.print( arr_1[i] +" ");

System.out.println("");

*/


//demo_1.Insert_sort(arr_1);//--------------------4


/* //--------------------5

demo_1.Mergesort(arr_1,0,arr_1.length - 1);

System.out.print("经过归并排序后:");

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

System.out.print( arr_1[i] +" ");

System.out.println("");

*/

}

}

class Sort {

public void swap(int arr[],int a, int b) {

int t;

t = arr[a];

arr[a] = arr[b];

arr[b] = t;

}


public void Select_sort(int[] arr) {

int temp,index;

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

index = i;

for(int j = i + 1 ; j < 10 ; j++) {

if(arr[j] < arr[index])

index = j;

}

/*

temp = arr[i];

arr[i] = arr[index];

arr[index] = temp;

*/

swap(arr,i,index);

}

System.out.print("经过选择排序后:");

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

System.out.print( arr[i] +" ");

System.out.println("");

}


public void Bubble_sort(int[] arr) {

int temp;

for(int i = 0 ; i < 9 ; i++) {

for(int j = 0 ; j < 10 - i - 1 ;j++) {

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

/*

temp = arr[j];

arr[j] = arr[j+1];

arr[j+1] = temp;

*/

swap(arr,j,j+1);

}

}

}

System.out.print("经过冒泡排序后:");

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

System.out.print( arr[i] +" ");

System.out.println("");

}


public void Quick_sort(int[] arr, int left, int right) {

if(left >= right)

return ;


int temp,t;

int j = right;

int i = left;

temp = arr[left];

while(i < j) {

while(arr[j] >= temp && i < j)

j--;

while(arr[i] <= temp && i < j)

i++;

if(i < j) {

t = arr[i];

arr[i] = arr[j];

arr[j] = t;

}

}

arr[left] = arr[i];

arr[i] = temp;


Quick_sort(arr,left, i - 1);

Quick_sort(arr, i + 1, right);

}


public void Insert_sort(int[] arr) {

int length = arr.length;

int[] arr_sort = new int[length];

int count = 0;

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

if(count == 0) {

arr_sort[0] = arr[0];

}else if(arr[i] >= arr_sort[count - 1]) {

arr_sort[count] = arr[i];

}else if(arr[i] < arr_sort[0]) {

insert(arr,arr_sort,arr[i],0,count);

}else {

for(int j = 0;j < count - 1; j++) {

if(arr[i] >= arr_sort[j] && arr[i] < arr_sort[j+1]) {

insert(arr,arr_sort,arr[i],j+1,count);

break;

}

}

}

count++;

}

System.out.print("经过插入排序后:");

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

System.out.print( arr_sort[i] +" ");

System.out.println("");

}

public void insert(int[] arr,int[] arr_sort,int value,int index,int count) {

for(int i = count; i > index; i--)

arr_sort[i] = arr_sort[i-1];

arr_sort[index] = value;

}


public void Mergesort(int[] arr,int left,int right) {

if(right - left > 0) {

int[] arr_1 = new int[(right - left)/2 + 1];

int[] arr_2 = new int[(right - left + 1)/2];

int j = 0;

int k = 0;

for(int i = left;i <= right;i++) {

if(i <= (right + left)/2) {

arr_1[j++] = arr[i];

}else {

arr_2[k++] = arr[i];

}

}

Mergesort(arr_1,0,(right - left)/2);

Mergesort(arr_2,0,(right - left - 1)/2);

Merge(arr_1,arr_2,arr);

}

}

public void Merge(int[] arr_1,int[] arr_2,int[] arr) {

int i = 0;

int j = 0;

int k = 0;

int L1 = arr_1.length;

int L2 = arr_2.length;

while(i < L1 && j < L2) {

if(arr_1[i] <= arr_2[j]) {

arr[k] = arr_1[i];

i++;

}else {

arr[k] = arr_2[j];

j++;

}

k++;

}

if(i == L1) {

for(int t = j;j < L2;j++)

arr[k++] = arr_2[j];

}else {

for(int t = i;i < L1;i++)

arr[k++] = arr_1[i];

}

}

}

若有错误,麻烦指正,不胜感激。

2. 哪位帮我讲讲java中的快速排序法

快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是:通过一躺排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按次方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。最坏情况的时间复杂度为O(n2),最好情况时间复杂度为O(nlog2n)。

另外 java没指针概念 可以认为是句柄
假设要排序的数组是A[1]……A[N],首先任意选取一个数据(通常选用第一个数据)作为关键数据,然后将所有比它的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一躺快速排序。一趟快速排序的算法是:

1)、设置两个变量I、J,排序开始的时候I:=1,J:=N;

2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给X,即X:=A[1];

3)、从J开始向前搜索,即由后开始向前搜索(J:=J-1),找到第一个小于X的值,两者交换;

4)、从I开始向后搜索,即由前开始向后搜索(I:=I+1),找到第一个大于X的值,两者交换;

5)、重复第3、4步,直到I=J;

例如:待排序的数组A的值分别是:(初始关键数据X:=49)

A[1] A[2] A[3] A[4] A[5] A[6] A[7]:

49 38 65 97 76 13 27

进行第一次交换后: 27 38 65 97 76 13 49

( 按照算法的第三步从后面开始找)

进行第二次交换后: 27 38 49 97 76 13 65

( 按照算法的第四步从前面开始找>X的值,65>49,两者交换,此时I:=3 )

进行第三次交换后: 27 38 13 97 76 49 65

( 按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找)

进行第四次交换后: 27 38 13 49 76 97 65

( 按照算法的第四步从前面开始找大于X的值,97>49,两者交换,此时J:=4 )

此时再执行第三步的时候就发现I=J,从而结束一躺快速排序,那么经过一躺快速排序之后的结果是:27 38 13 49 76 97 65,即所以大于49的数全部在49的后面,所以小于49的数全部在49的前面。

快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列,分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序,从而完成全部数据序列的快速排序,最后把此数据序列变成一个有序的序列,根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程如图6所示:

初始状态 {49 38 65 97 76 13 27}

进行一次快速排序之后划分为 {27 38 13} 49 {76 97 65}

分别对前后两部分进行快速排序 {13} 27 {38}

结束 结束 {49 65} 76 {97}

49 {65} 结束

结束

3. 如何用java实现快速排序,简答讲解下原理

快速排序思想:
通过对数据元素集合Rn 进行一趟排序划分出独立的两个部分。其中一个部分的关键字比另一部分的关键字小。然后再分别对两个部分的关键字进行一趟排序,直到独立的元素只有一个,此时整个元素集合有序。
快速排序的过程,对一个元素集合R[ low ... high ] ,首先取一个数(一般是R[low] )做参照 , 以R[low]为基准重新排列所有的元素。
所有比R[low]小的放前面,所有比R[low] 大的放后面,然后以R[low]为分界,对R[low ... high] 划分为两个子集和,再做划分。直到low >= high 。
比如:对R={37, 40, 38, 42, 461, 5, 7, 9, 12}进行一趟快速排序的过程如下(注:下面描述的内容中元素下表从 0 开始):
开始选取基准 base = 37,初始位置下表 low = 0 , high = 8 , 从high=8,开始如果R[8] < base , 将high位置中的内容写入到R[low]中, 将high位置空出来, low = low +1 ;
从low开始探测,由于low=1 , R[low] > base ,所以将R[low]写入到R[high] , high = high -1 ;
检测到low < high ,所以第一趟快速排序仍需继续:
此时low=1,high=7,因为 R[high] < base ,所以将 R[high] 写入到到R[low]中,low = low + 1;
从low开始探测,low = 2 , R[low] >base ,所以讲R[low]写入到R[high],high=high-1;
继续检测到 low 小于high
此时low=2,high=6,同理R[high] < base ,将R[high] 写入到R[low]中,low=low+1;
从low继续探测,low = 3 , high=6 , R[low] > base , 将R[low]写入到R[high]中,high = high-1;
继续探测到low小于high
此时low=3,high=5,同理R[high] < base,将R[high]写入到R[low]中,low = low +1;
从low继续探测,low = 4,high=5,由于R[low] > base , 将R[low]写入到R[high]中,high = high -1 ;
此时探测到low == high == 4 ;该位置即是base所在的位置,将base写入到该位置中.
然后再对子序列Rs1 = {12,9,7,5} 和 Rs2={461,42,38,40}做一趟快速排序,直到Rsi中只有一个元素,或没有元素。
快速排序的Java实现:
private static boolean isEmpty(int[] n) {

return n == null || n.length == 0;
}

// ///////////////////////////////////////////////////
/**
* 快速排序算法思想——挖坑填数方法:
*
* @param n 待排序的数组
*/
public static void quickSort(int[] n) {
if (isEmpty(n))
return;
quickSort(n, 0, n.length - 1);
}

public static void quickSort(int[] n, int l, int h) {
if (isEmpty(n))
return;
if (l < h) {
int pivot = partion(n, l, h);
quickSort(n, l, pivot - 1);
quickSort(n, pivot + 1, h);
}
}

private static int partion(int[] n, int start, int end) {
int tmp = n[start];
while (start < end) {
while (n[end] >= tmp && start < end)
end--;
if (start < end) {
n[start++] = n[end];
}
while (n[start] < tmp && start < end)
start++;
if (start < end) {
n[end--] = n[start];
}
}
n[start] = tmp;
return start;
}
在代码中有这样一个函数:
public static void quickSortSwap(int[] n, int l, int h)
该函数可以实现,元素集合中特定的 l 到 h 位置间的数据元素进行排序。

4. java编程实现随机数组的快速排序

java编程实现随机数组的快速排序步骤如下:

1、打开Eclipse,新建一个Java工程,在此工程里新建一拍模个Java类;

2、在新建的类中声明一个产生随机数的Random变量,再声明一个10个长度的int型数组;

3、将产生的随机数逐个放入到数组中;

4、利用排序算法对随机数组进行排序。

具体代码如下:

importjava.util.Random;
publicclassDemo{
publicstaticvoidmain(String[]args){
intcount=0;
Randomrandom=newRandom();
inta[]袭芦缓=newint[10];
while(count<10){
a[count]=random.nextInt(1000);//产生0-999的随机数
count++;
}
for(inti=0;i<a.length-1;i++){
intmin=i;
for(intj=哗宽i+1;j<a.length;j++){
if(a[j]<a[min]){
min=j;
}
}
if(min!=i){
intb=a[min];
a[min]=a[i];
a[i]=b;
}
}
for(intc=0;c<a.length;c++){
System.out.print(a[c]+"");
}
}
}

5. Java数组排序 几种排序方法详细一点

JAVA中在运用数组进行排序功能时,一般有四种方法:快速排序法、冒泡法、选择排序法、插入排序法。

快速排序法主要是运用了Arrays中的一个方法Arrays.sort()实现。

冒泡法是运用遍历数组进行比较,通过不断的比较将最小值或者最大值一个一个的遍历出来。

选择排序法是将数组的第一个数据作为最大或者最小的值,然后通过比较循环,输出有序的数组。

插入排序是选择一个数组中的数据,通过不断的插入比较最后进行排序。下面我就将他们的实现方法一一详解供大家参考。

<1>利用Arrays带有的排序方法快速排序

publicclassTest2{
publicstaticvoidmain(String[]args){
int[]a={5,4,2,4,9,1};
Arrays.sort(a);//进行排序
for(inti:a){
System.out.print(i);
}
}
}

<2>冒泡排序算法

publicstaticint[]bubbleSort(int[]args){//冒泡排序算法
for(inti=0;i<args.length-1;i++){
for(intj=i+1;j<args.length;j++){
if(args[i]>args[j]){
inttemp=args[i];
args[i]=args[j];
args[j]=temp;
}
}
}
returnargs;
}

<3>选择排序算法

publicstaticint[]selectSort(int[]args){//选择排序算法
for(inti=0;i<args.length-1;i++){
intmin=i;
for(intj=i+1;j<args.length;j++){
if(args[min]>args[j]){
min=j;
}
}
if(min!=i){
inttemp=args[i];
args[i]=args[min];
args[min]=temp;
}
}
returnargs;
}

<4>插入排序算法

publicstaticint[]insertSort(int[]args){//插入排序算法
for(inti=1;i<args.length;i++){
for(intj=i;j>0;j--){
if(args[j]<args[j-1]){
inttemp=args[j-1];
args[j-1]=args[j];
args[j]=temp;
}elsebreak;
}
}
returnargs;
}
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