O(n^2)的排序演算法--希爾,插排,選排,冒泡
阿新 • • 發佈:2018-11-28
選擇排序法
public class SelectionSort{
private SelectionSort(){}
public static void sort(Comparable[] arr){
int n = arr.length;
for(int i = 0 ;i < n; i++){
int minIndex = i;
for(int j = i+1 ; j < n; j++){
if(arr[minIndex].compareTo(arr[j])>0 ){
minIndex = j;//只是為了得出陣列中最小值的索引
}
}
//交換值
swap(arr,minIndex,j);
}
}
//交換
private static void swap(Object[] arr,int index1,int index2){
Object o = arr[index1];
arr[index1] = arr[index2];
arr[index2] = o;
}
}
氣泡排序
寫法1
public class BubbleSort {
private BubbleSort(){}
public static void sort(Comparable[] arr){
int n = arr.length;
boolean swapped = false;
do{
swapped = false;
for( int i = 1 ; i < n ; i ++ )
if( arr[i-1].compareTo(arr[i]) > 0 ){
swap( arr , i-1 , i );
swapped = true;
}
// 優化, 每一趟Bubble Sort都將最大的元素放在了最後的位置
// 所以下一次排序, 最後的元素可以不再考慮
n --;
}while(swapped);
}
private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
Object t = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = t;
}
}
改進寫法
public class BubbleSort2 {
private BubbleSort2(){}
public static void sort(Comparable[] arr){
int n = arr.length;
int newn; // 使用newn進行優化
do{
newn = 0;
for( int i = 1 ; i < n ; i ++ )
if( arr[i-1].compareTo(arr[i]) > 0 ){
swap( arr , i-1 , i );
// 記錄最後一次的交換位置,在此之後的元素在下一輪掃描中均不考慮
newn = i;
}
n = newn;
}while(newn > 0);
}
private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
Object t = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = t;
}
}
插入排序法 Insertion Sort
public class InsertionSort{
private InsertionSort(){}
public static void sort(Comparable[] arr){
int n = arr.length;
for(int i = 0; i < n ; i++){
//寫法 1,易懂,但是不簡潔,可以改進
/*
for(int j = i;j > 0 ; j--){
if(arr[j].compareTo(arr[j-1]) < 0 ){
swap(arr,j,j-1);
}else{
break;
}
}
*/
//寫法2 ,只是在1的基礎上改進了寫法,但是沒有優化演算法
/*
for(int j = i; j > 0 && arr[j].compareTo(arr[j-1])<0;j--){
swap(arr,j,j-1);
}
*/
//寫法3,上面的寫法,交換swap次數太多,所以會消耗太多效能,改進
Comparable comparable = arr[i];
int j = i;
for(;j > 0 && arr[j-1].compareTo(comparable)>0 ;j--){
arr[j] = arr[j-1];
}
arr[j] = comparable;//甚至可以不用寫swap
}
}
private static void swap(Object[] arr,int index1, int index2){
Object object = arr[index1];
arr[index1] = arr[index2];
arr[index2] = object;
}
}
希爾排序 ShellSort
- 希爾排序就是在InsertionSort改進而來的。只是設定了交換步長,當步長逐漸縮小唯一的時候,就InsertionSort,只是此時,該數列基本有序,此時插入排序的效能十分優異。
- 時間複雜度O(n^1.5)
public class ShellSort{
private ShellSort() {
}
public static void sort(Comparable[] arr){
int n = arr.lenght;
//設定變化步長
// 計算 increment sequence: 1, 4, 13, 40, 121, 364, 1093...
int h = 1;
while(h < n/3) h = h*3+1;
while(h >= 1){
for(int i = h ; i < n ; i++){
Comparable comparable = arr[i];
int j = i;
for(;j>=h && comparable.compareTo(arr[j-h])<0;j -= h){
arr[j] = arr[j - h];
}
arr[j] = comparable;
}
h /= 3;
}
}
}