【数据结构与算法 11】常见的7种排序算法

1、基本思想

把n个待排序的元素第一位看成有序表，其它的看成无序表，排序过程中，每次从无序表中取出一个数，依次与有序表中的数进行比较，插入到合适的位置。

2、动态效果图

3、代码实现

//插入排序

public static void insertSort(int[] arr ){

int insertVal = 0;

int insertIndex = 0;

for (int i = 1; i < arr.length; i++) {

//定义待插入的数

insertVal = arr[i];

// 即arr[i]的前面这个数的下标

insertIndex = i - 1;

// 给insertVal 找到插入的位置

// 说明

// 1. insertIndex >= 0 保证在给insertVal 找插入位置，不越界

// 2. insertVal < arr[insertIndex] 待插入的数，还没有找到插入位置

// 3. 就需要将 arr[insertIndex] 后移

while(insertIndex >= 0 && insertVal < arr[insertIndex]){

arr[insertIndex+1] = arr[insertIndex];

insertIndex–;

}

// 当退出while循环时，说明插入的位置找到, insertIndex + 1

if(insertIndex + 1 != i){

arr[insertIndex+1] = insertVal;

}

}

}

4、速度测试

插入排序：120000数据，1秒

1、基本思想

希尔排序也是一种插入排序，它是简单插入排序经过改进之后的一个更高效的版本，也称为缩小增量排序，同时该算法也是冲破O(n²)的第一批算法之一。它与插入排序的不同之处在于，它会优先比较较远的元素。

2、效果图

3、代码实例

希尔排序有两种方式。

①希尔排序（冒泡排序）

//希尔排序

// 使用逐步推导的方式来编写希尔排序

// 希尔排序时， 对有序序列在插入时采用交换法,

// 思路(算法) ===> 代码

public static void shellSort(int[] arr){

// 根据前面的逐步分析，使用循环处理

for(int step = arr.length/2;step>0;step /= 2 ){

for (int i = step; i < arr.length; i++) {

// 遍历各组中所有的元素(共step组，每组有个元素), 步长step

for (int j = i - step; j >= 0; j -= step) {

// 如果当前元素大于加上步长后的那个元素，说明交换

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

int temp = arr[j];

arr[j] = arr[j + step];

arr[j + step] = temp;

}

}

}

}

}

速度测试：

冒泡法希尔排序：120000数据，11秒

②希尔排序（插入排序）

//对交换式的希尔排序进行优化->插入法

public static void shellSort2(int[] arr) {

// 增量step, 并逐步的缩小增量

for (int step = arr.length / 2; step > 0; step /= 2) {

// 从第step个元素，逐个对其所在的组进行直接插入排序

for (int i = step; i < arr.length; i++) {

int j = i;

int temp = arr[j];

if(arr[j]

arr[j] = arr[j-step];

j -= step;

}

arr[j] = temp;

}

}

}

速度测试：

插入法希尔排序：12000000数据，4秒，叹为观止

1、基本思想

通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录进行排序，以达到整个排序的过程。

2、效果图

3、算法描述

快速排序使用分治法把一个串分为两个子串；

找一个基准点，暂时选中间点为基准点；

重新排序数列，比基准值小的放在基准点前面，大的放在后面；

递归的把小于基准值的子数列和大于基准值的子数列排序；

4、代码实例

//快速排序

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

int l = left; //左下标

int r = right; //右下标

//pivot 中轴值

int pivot = arr[(left + right) / 2];

int temp = 0; //临时变量，作为交换时使用

//while循环的目的是让比pivot 值小放到左边

//比pivot 值大放到右边

while( l < r) {

//在pivot的左边一直找,找到大于等于pivot值,才退出

while( arr[l] < pivot) {

l += 1;

}

//在pivot的右边一直找,找到小于等于pivot值,才退出

while(arr[r] > pivot) {

r -= 1;

}

//如果l >= r说明pivot 的左右两的值，已经按照左边全部是

//小于等于pivot值，右边全部是大于等于pivot值

if( l >= r) {

break;

}

//交换

temp = arr[l];

arr[l] = arr[r];

arr[r] = temp;

//如果交换完后，发现这个arr[l] == pivot值 相等 r–， 前移

if(arr[l] == pivot) {

r -= 1;

}

//如果交换完后，发现这个arr[r] == pivot值 相等 l++， 后移

if(arr[r] == pivot) {

l += 1;

}

}

// 如果 l == r, 必须l++, r–, 否则为出现栈溢出

if (l == r) {

l += 1;

r -= 1;

}

//向左递归

if(left < r) {

quickSort(arr, left, r);

}

//向右递归

if(right > l) {

quickSort(arr, l, right);

}

}

5、速度测试

快速排序：12000000数据，1秒，逆天而行

1、基本思想

归并排序采用经典的分治策略，分治法将问题分成一些小的问题然后递归解决，则治的阶段就是将分的阶段得到的答案修补在一起，即分而治之。

2、效果图

3、代码实现

//归并排序

public static void mergerSort(int[] arr,int left,int right,int[] temp){

if(left

int i = left; // 初始化i, 左边有序序列的初始索引

int j = middle + 1; //初始化j, 右边有序序列的初始索引

int t = 0; // 指向temp数组的当前索引

//先把左右两边(有序)的数据按照规则填充到temp数组

//直到左右两边的有序序列，有一边处理完毕为止

while (i

temp[t] = arr[i];

t++;

i++;

}

//右边的有序序列还有剩余的元素，就全部填充到temp

while (j

arr[tempLeft] = temp[t];

t++;

tempLeft++;

}

}

4、速度测试

归并排序：12000000数据，1秒，惊为天人

1、基本思想

将所有带比较数值统一为同样的数位长度，数据较短的数前面补0，然后从最低位开始依次进行依次排序，这样从最低位排序一直到最高位排序完成之后，数列就变成了一个有序序列。

2、动态效果图

3、代码实例

//基数排序

public static void radixSort(int arr[]){

System.out.println(“基数排序，arr长度:”+arr.length);

//1. 得到数组中最大的数的位数

int max = arr[0]; //假设第一数就是最大数

for(int i = 1; i < arr.length; i++) {

if (arr[i] > max) {

max = arr[i];

}

自我介绍一下，小编13年上海交大毕业，曾经在小公司待过，也去过华为、OPPO等大厂，18年进入阿里一直到现在。

深知大多数Java工程师，想要提升技能，往往是自己摸索成长或者是报班学习，但对于培训机构动则几千的学费，着实压力不小。自己不成体系的自学效果低效又漫长，而且极易碰到天花板技术停滞不前！

因此收集整理了一份《2024年Java开发全套学习资料》，初衷也很简单，就是希望能够帮助到想自学提升又不知道该从何学起的朋友，同时减轻大家的负担。

既有适合小白学习的零基础资料，也有适合3年以上经验的小伙伴深入学习提升的进阶课程，基本涵盖了95%以上Java开发知识点，真正体系化！

由于文件比较大，这里只是将部分目录截图出来，每个节点里面都包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、讲解视频，并且会持续更新！

如果你觉得这些内容对你有帮助，可以扫码获取！！（备注Java获取）

手绘了下图所示的kafka知识大纲流程图（xmind文件不能上传，导出图片展现），但都可提供源文件给每位爱学习的朋友

《互联网大厂面试真题解析、进阶开发核心学习笔记、全套讲解视频、实战项目源码讲义》点击传送门即可获取！

[外链图片转存中…(img-Cn42SXV1-1713420866584)]

[外链图片转存中…(img-z1XseXdb-1713420866584)]

既有适合小白学习的零基础资料，也有适合3年以上经验的小伙伴深入学习提升的进阶课程，基本涵盖了95%以上Java开发知识点，真正体系化！

由于文件比较大，这里只是将部分目录截图出来，每个节点里面都包含大厂面经、学习笔记、源码讲义、实战项目、讲解视频，并且会持续更新！

如果你觉得这些内容对你有帮助，可以扫码获取！！（备注Java获取）

手绘了下图所示的kafka知识大纲流程图（xmind文件不能上传，导出图片展现），但都可提供源文件给每位爱学习的朋友

[外链图片转存中…(img-B8XkHZzk-1713420866585)]

《互联网大厂面试真题解析、进阶开发核心学习笔记、全套讲解视频、实战项目源码讲义》点击传送门即可获取！