java版十大排序经典算法:完整代码(3)

2024-04-02 19:55

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归并排序

简单解释：该算法是采用分治法，把数组不断分割，直至成为单个元素，然后比较再合并（合并的过程就是两部分分别从头开始比较，取出最小或最大元素的放到新的区域内，继续取两部分中最大或最小的元素，直到这两部分合并完，最后所有的都合并完，最后形成完整的有序序列）

完整代码：


package com.keafmd.Sequence;

public class MergeSort {
    //归并排序
    public static void mergeSort(int []arr ,boolean ascending){
        int[] temp = new int[arr.length]; //在排序前，先建好一个长度等于原数组长度的临时数组，避免递归中频繁开辟空间
        mergeSort(arr,0,arr.length-1,temp,ascending);
    }
    public static void mergeSort(int []arr){
        mergeSort(arr,true);
    }
    
    public static void mergeSort(int []arr,int left,int right,int[] temp,boolean ascending){
        if(left<right){ //这里是递归结束的条件，我们是对半分，那当left==right的时候肯定大家都是只有一个元素了。
            //对半分，比如总长度是10，left=0，right=9，mid=4确实是中间分了，0~4，5~9
            //当长度9，left=0，right=8，mid=4，0~4，5~8
            int mid = left + (right-left)/2; // 防止越界的写法
            //int mid = (left+right)/2;
            mergeSort(arr,left,mid,temp,ascending); //左边归并排序，使得左子序列有序
            mergeSort(arr,mid+1,right,temp,ascending); //右边归并排序，使得右子序列有序
            merge(arr,left,mid,right,temp,ascending); //将两个有序子数组合并操作
        }
    }
    private static void merge(int[] arr,int left,int mid,int right,int[] temp,boolean ascending){
        int i = left; //左序列起始下标
        int j = mid+1; //右序列起始下标
        int t = 0; //临时数组指针
        while(i<=mid&&j<=right){
            if(ascending?arr[i]<arr[j]:arr[i]>arr[j]){ //比较两个序列第一个元素谁小，谁小先拷贝谁到temp，然后对应子序列下标加1
                temp[t++] = arr[i++];
            }else {
                temp[t++] = arr[j++];
            }
        }
        while(i<=mid){ //将左边剩余元素填充进temp中——左序列有一些数总是比右边的大的数
            temp[t++] = arr[i++];
        }
        while(j<=right){ //将右序列剩余元素填充进temp中——右序列有一些数总是比左边的大的数
            temp[t++] = arr[j++];
        }
        t = 0;
        //将temp中的元素全部拷贝到原数组中
        while(left<=right){
            arr[left++] = temp[t++];
        }
    }
}

插入排序

简单解释：最简单的理解就是打地主时我们拿到牌后的整理过程，从第二个牌（假设我们拿起来这个牌开始比较）开始，（说下升序）从后往前比较如果比前面的那个牌小，就把牌往后移动，直到找到一个合适的位置（这个位置的前面的那个牌不比这个要放下的牌大）就把这个牌放到这个位置，慢慢的前面的部分变得有序，直至全部有序即可。

完整代码：


package com.keafmd.Sequence;

public class StraghtInsertSort {
    //插入排序
    public static void straghtInsertSort(int[] arr) {
        straghtInsertSort(arr, true);//默认进行升序
    }
    public static void straghtInsertSort(int[] arr, boolean ascending) {
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            int temp = arr[i];
            int j=0; //这就是那个合适的位置
            for (j = i - 1; j >= 0 && (ascending ? temp < arr[j] : temp > arr[j]); j--) {
                arr[j + 1] = arr[j];
            }
            //把牌放下，为啥是j+1，
            //是因为上面的循环遍历到不符合情况的时候 j是合适的位置的前面的那个数的位置
            //有点拗口，但是就是这个意思，看图方便理解下
            arr[j + 1] = temp;

        }
    }
}

希尔排序

简单解释：希尔排序是插入排序的改进版，我们理解一个叫做下标差的的东西，也就是下面那个图中的增量d，初始下标差为arr.length/2，然后继续/2，对在同一下标差（相当于把这几个数单独拿出来了）的若干个数进行插入排序即可。

完整代码：


package com.keafmd.Sequence;

public class ShellSort {
    public static void shellSort(int[] arr) {
        shellSort(arr,true);
    }
    public static void shellSort(int[] arr,boolean ascending) {
        for(int d = arr.length/2;d>0;d/=2){
            for(int i=d;i< arr.length;i++){
                int temp = arr[i];
                int j=0;
                for(j=i-d;j>=0&&(ascending?temp<arr[j]:temp>arr[j]);j-=d){
                    arr[j+d]=arr[j];
                }
                arr[j+d] = temp;
            }
        }
    }
}