Introducing seven commonly used sorting methods in Java

This article mainly introduces the 7 sorting methods commonly used in Java through examples. Friends in need can refer to the following

Direct insertion sorting

<code class="language-java hljs ">import java.util.HashMap; 
public class InsertSort { 
 private static int contrastCount = 0;//对比次数 
 private static int swapCount = 0;//交换次数 
 public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("直接插入排序：\n 假设前面的序列都已经排序好了，把后面未排序的数往已排好序的序列内插入,时间复杂度O(n^2),空间复杂度O(1)，稳定排序"); 
  HashMap<integer,integer> hashMap = new HashMap<integer,integer>(); 
  init(hashMap);//初始化  
  System.out.println("初始序列为："); 
  print(hashMap, 0);//打印 
  insert(hashMap);//排序 
 } 
 /** 
  * 初始化函数 
  * @param hashMap 
  */ 
 private static void init(HashMap<integer, integer=""> hashMap) { 
  hashMap.put(0, null);//第一位置空 
  hashMap.put(1, 0); 
  hashMap.put(2, 5); 
  hashMap.put(3, 11); 
  hashMap.put(4, 12); 
  hashMap.put(5, 13); 
  hashMap.put(6, 4); 
  hashMap.put(7, 1); 
  hashMap.put(8, 5); 
  hashMap.put(9, 8); 
  hashMap.put(10, 6); 
  hashMap.put(11, 4); 
  hashMap.put(12, 8);  
 } 
 /** 
  * 进行插入排序 
  * @param hashMap 待排序的表 
  */ 
 private static void insert(HashMap<integer, integer=""> hashMap){ 
  System.out.println("开始插入排序："); 
  int i,j; 
  //排序开始时间 
  long start = System.currentTimeMillis();  
  for(i=2; i<hashmap.size(); author="" code="" contrastcount="0;//对比次数" count="1;//只为统计执行次数" d="1,时间复杂度o(n^1.3),空间复杂度o(1)，不稳定排序");" end="System.currentTimeMillis();" h2="" hashmap="" hhf="" hillsort="" i="1;" id="希尔排序" import="" int="" integer="" j="" long="" n="" param="" pre="" private="" public="" start="System.currentTimeMillis();" static="" swapcount="0;//交换次数" void="" x="1;x<=d;x++){//一共有d组"></hashmap.size();></integer,></integer,></integer,integer></integer,integer></code>

Bubble sort

<code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs ">import java.util.HashMap; 
/** 
 * 冒泡排序 
 * @author HHF 
 * 2014年3月19日 
 */ 
public class BubbleSort { 
 private static int contrastCount = 0;//对比次数 
 private static int swapCount = 0;//交换次数 
 public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("冒泡排序：\n 第一轮使最大值沉淀到最底下，采用从头开始的两两比较的办法，如果i大于i++则交换，下一次有从第一个开始循环，比较次数减一，然后依次重复即可," 
    + "\n 如果一次比较为发生任何交换，则可提前终止，时间复杂度O(n^2),空间复杂度O(1)，稳定排序");   
  HashMap<integer,integer> hashMap = new HashMap<integer,integer>(); 
  init(hashMap);//初始化  
  System.out.println("初始序列为："); 
  print(hashMap, 0);//打印 
  bubble(hashMap);//排序 
 } 
 /** 
  * 初始化函数 
  * @param hashMap 
  */ 
 private static void init(HashMap<integer, integer=""> hashMap) { 
  hashMap.put(0, null);//第一位置空 
  hashMap.put(1, 10); 
  hashMap.put(2, 5); 
  hashMap.put(3, 11); 
  hashMap.put(4, 12); 
  hashMap.put(5, 13); 
  hashMap.put(6, 4); 
  hashMap.put(7, 1); 
  hashMap.put(8, 5); 
  hashMap.put(9, 8); 
  hashMap.put(10, 6); 
  hashMap.put(11, 4); 
  hashMap.put(12, 8);  
 } 
 /** 
  * 进行冒泡排序 
  * @param hashMap 待排序的表 
  */ 
 private static void bubble(HashMap<integer, integer=""> hashMap){ 
  System.out.println("开始冒泡排序："); 
  //排序开始时间 
  long start = System.currentTimeMillis(); 
  boolean swap = false;//是否发生交换 
  int count = 1;//只为了计数 
  for(int i=1; i<hashmap.size(); int="" j="1;" swap="false;">hashMap.get(j+1)){//需要发生交换j 和 j+1 
     hashMap.put(0, hashMap.get(j)); 
     hashMap.put(j, hashMap.get(j+1)); 
     hashMap.put(j+1, hashMap.get(0)); 
     swap = true; 
     contrastCount++;//发生一次对比 
     swapCount++;//发生一次交换 
     swapCount++;//发生一次交换 
     swapCount++;//发生一次交换 
    } 
    contrastCount++;//跳出if还有一次对比 
   } 
   print(hashMap, count++); 
   if(!swap) 
    break; 
  }  
  //排序结束时间 
  long end = System.currentTimeMillis(); 
  System.out.println("结果为："); 
  print(hashMap, 0);//输出排序结束的序列 
  hashMap.clear();//清空 
  System.out.print("一共发生了 "+contrastCount+" 次对比\t"); 
  System.out.print("一共发生了 "+swapCount+" 次交换\t"); 
  System.out.println("执行时间为"+(end-start)+"毫秒"); 
 } 
 /** 
  * 打印已排序好的元素 
  * @param hashMap 已排序的表 
  * @param j 第j趟排序 
  */ 
 private static void print(HashMap<integer, integer=""> hashMap, int j){ 
  if(j != 0) 
   System.out.print("第 "+j+" 趟：\t"); 
  for(int i=1; i<hashmap.size(); code=""></hashmap.size();></integer,></hashmap.size();></integer,></integer,></integer,integer></integer,integer></code></code>

Quick sort

<code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs ">import java.util.HashMap; 
public class QuickSort { 
 private static int contrastCount = 0;//对比次数 
 private static int swapCount = 0;//交换次数 
 public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("快速排序：\n 任取一个数作为分界线，比它小的放到左边，比它大的放在其右边，然后分别对左右进行递归,时间复杂度O(nLgn),空间复杂度O(n)，不稳定排序");  
  HashMap<integer,integer> hashMap = new HashMap<integer,integer>(); 
  init(hashMap);//初始化  
  System.out.println("初始序列为："); 
  print(hashMap, 0, 0);//打印 
  System.out.println("开始快速排序：");  
  //排序开始时间 
  long start = System.currentTimeMillis(); 
  quick(hashMap, 1, hashMap.size()-1);//排序 
  //排序结束时间 
  long end = System.currentTimeMillis(); 
  System.out.println("结果为："); 
  print(hashMap, 0, 0);//输出排序结束的序列 
  hashMap.clear();//清空 
  System.out.print("一共发生了 "+contrastCount+" 次对比\t"); 
  System.out.print("一共发生了 "+swapCount+" 次交换\t"); 
  System.out.println("执行时间为"+(end-start)+"毫秒"); 
  System.out.println("(注：此输出序列为代码执行过程的序列， 即先左边递归 再 右边递归， 而教科书上的递归序列往往是左右同时进行的结果，特此说明)"); 
 } 
 /** 
  * 初始化函数 
  * @param hashMap 
  */ 
 private static void init(HashMap<integer, integer=""> hashMap) { 
  hashMap.put(0, null);//第一位置空 
  hashMap.put(1, 10); 
  hashMap.put(2, 5); 
  hashMap.put(3, 11); 
  hashMap.put(4, 12); 
  hashMap.put(5, 13); 
  hashMap.put(6, 4); 
  hashMap.put(7, 1); 
  hashMap.put(8, 5); 
  hashMap.put(9, 8); 
  hashMap.put(10, 6); 
  hashMap.put(11, 4); 
  hashMap.put(12, 8);  
 } 
 /** 
  * 进行快速排序 
  * @param hashMap 待排序的表 
  * @param low 
  * @param high 
  */ 
 static int count = 1; 
 private static void quick(HashMap<integer, integer=""> hashMap, int low, int high){ 
  if(low<high){ hashmap="" high="" int="" integer="" k="quickOnePass(hashMap," low="" param="" private="" static=""> hashMap, int low, int high){  
  hashMap.put(0, hashMap.get(low));//选择一个分界值 此时第low位元素内的值已经无所谓被覆盖了 
  swapCount++;//发生一次交换 
  while(low<high){ high="">hashMap.get(low)){//开始从左往右走 直到有不对的数据 或者 到头了   
    low++; 
    contrastCount++;//发生一次对比 
   } 
   if(low<high){ hashmap="" integer="" j="" k="" param="" private="" return="" static="" void=""> hashMap, int j, int k){ 
  if(j != 0) 
   System.out.print("第 "+j+" 趟：(分界线为"+k+")\t"); 
  for(int i=1; i<hashmap.size(); code=""></hashmap.size();></high){></high){></high){></integer,></integer,></integer,integer></integer,integer></code></code></code>

DirectSelect sort

<code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs ">import java.util.HashMap; 
public class SelectionSort { 
 private static int contrastCount = 0;//对比次数 
 private static int swapCount = 0;//交换次数 
 public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("选择排序：\n 每次选择最小的，然后与对应的位置处元素交换,时间复杂度O(n^2),空间复杂度O(1)，不稳定排序");   
  HashMap<integer,integer> hashMap = new HashMap<integer,integer>(); 
  init(hashMap);//初始化  
  System.out.println("初始序列为："); 
  print(hashMap, 0, 0);//打印 
  select(hashMap);//排序 
 } 
 /** 
  * 初始化函数 
  * @param hashMap 
  */ 
 private static void init(HashMap<integer, integer=""> hashMap) { 
  hashMap.put(0, null);//第一位置空 
  hashMap.put(1, 10); 
  hashMap.put(2, 5); 
  hashMap.put(3, 11); 
  hashMap.put(4, 12); 
  hashMap.put(5, 13); 
  hashMap.put(6, 4); 
  hashMap.put(7, 1); 
  hashMap.put(8, 5); 
  hashMap.put(9, 8); 
  hashMap.put(10, 6); 
  hashMap.put(11, 4); 
  hashMap.put(12, 8);  
 } 
 /** 
  * 进行选择排序 
  * @param hashMap 待排序的表 
  */ 
 private static void select(HashMap<integer, integer=""> hashMap){ 
  System.out.println("开始选择排序：");  
  //排序开始时间 
  long start = System.currentTimeMillis(); 
  int count = 1;//只为统计执行次数 
  for(int i=hashMap.size()-1; i>1; i--){//需要循环查询的次数 最后一个元素不用考虑 
   int k = i;//记录本次查找序列最大值的下标 初始为该数应该要放的位置 
   for(int j=1; j<i; code="" i="1;" int="" j=""></i;></integer,></integer,></integer,integer></integer,integer></code></code></code></code>

Heap sort

<code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs ">import java.util.HashMap; 
public class HeapSort { 
 private static int contrastCount = 0;//对比次数 
 private static int swapCount = 0;//交换次数 
 private static int printCount = 1;//执行打印次数 
 public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("堆排序：\n 首先建立一个堆（方法是首先把序列排成二叉树，然后从下往上，从右往左使得每一个小子树中的父节点大于子节点，然后从上往下，从左往右记录堆入序列）," 
    + "\n 然后把堆的根节点和最底下 的孩子节点交换，整理堆，再重复交换，整理，时间复杂度O(nlgn),空间复杂度O(1)，不稳定排序");   
  HashMap<integer,integer> hashMap = new HashMap<integer,integer>(); 
  init(hashMap);//初始化  
  System.out.println("初始序列为："); 
  print(hashMap, 0);//打印 
  heap(hashMap);//排序 
 } 
 /** 
  * 初始化函数 
  * @param hashMap 
  */ 
 private static void init(HashMap<integer, integer=""> hashMap) { 
  hashMap.put(0, null);//第一位置空 
  hashMap.put(1, 10); 
  hashMap.put(2, 5); 
  hashMap.put(3, 11); 
  hashMap.put(4, 12); 
  hashMap.put(5, 13); 
  hashMap.put(6, 4); 
  hashMap.put(7, 1); 
  hashMap.put(8, 5); 
  hashMap.put(9, 8); 
  hashMap.put(10, 6); 
  hashMap.put(11, 4); 
  hashMap.put(12, 8);  
 } 
 /** 
  * 进行堆排序 
  * @param hashMap 待排序的表 
  */ 
 private static void heap(HashMap<integer, integer=""> hashMap){ 
  System.out.println("开始建堆：");   
  //排序开始时间87 
  long start = System.currentTimeMillis(); 
  for(int i=(hashMap.size()-1)/2; i>=1; i--){//开始建堆 
   sift(hashMap, i, hashMap.size()-1);//把所有的节点调好位置即可以 
  }   
  System.out.println("建堆成功"); 
  for(int j=hashMap.size()-1; j>=1; j--){//每次都把第一个元素与最后一个未排序的交换 然后再调整第一个节点即可 
   hashMap.put(0, hashMap.get(1)); 
   hashMap.put(1, hashMap.get(j)); 
   hashMap.put(j, hashMap.get(0)); 
   sift(hashMap, 1, j-1);//剩下要排序的数位为j-1 
   swapCount++;//发生一次交换 
   swapCount++;//发生一次交换 
   swapCount++;//发生一次交换 
  } 
  //排序结束时间 
  long end = System.currentTimeMillis(); 
  System.out.println("结果为："); 
  print(hashMap, 0);//输出排序结束的序列 
  hashMap.clear();//清空 
  System.out.print("一共发生了 "+contrastCount+" 次对比\t"); 
  System.out.print("一共发生了 "+swapCount+" 次交换\t"); 
  System.out.println("执行时间为"+(end-start)+"毫秒"); 
 } 
 /** 
  * 把第i位的元素移动到合适位置 与其子孩子的最大值比较 如果有发生交换 则继续往下比较 
  * @param hashMap 
  * @param i 待移动的数下标 
  * @param n 表示要查找的范围 从1到n个 
  */ 
 private static void sift(HashMap<integer, integer=""> hashMap, int i, int n){ 
  int j = 2*i;//j为i的左孩子 
  hashMap.put(0, hashMap.get(i));//当前被待排序的数 
  while(j<=n){//如果有左孩子的 
   if(hashMap.containsKey(j+1) && hashMap.get(j)<hashmap.get(j+1)){ else="" hashmap="" i="j;//转移根节点下标" integer="" j="" param="" private="" static="" void=""> hashMap, int j){ 
  if(j != 0) 
   System.out.print("第 "+j+" 趟：\t"); 
  for(int i=1; i<hashmap.size(); code=""></hashmap.size();></hashmap.get(j+1)){></integer,></integer,></integer,></integer,integer></integer,integer></code></code></code></code></code>

Merge sort

<code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs ">import java.util.HashMap; 
public class MergeSort { 
 private static int contrastCount = 0;//对比次数 
 private static int swapCount = 0;//交换次数 
 private static int printCount = 1;//只为统计执行次数 
 public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("归并尔排序：\n 先将数据分为n组，然后没两组开始合并，相邻两个合并为一个新的有序队列，重复合并直到整个队列有序,时间复杂度O(nlgn),空间复杂度O(n)，稳定排序");   
  HashMap<integer,integer> hashMap = new HashMap<integer,integer>();//未排序 
  HashMap<integer,integer> hashMapNew = new HashMap<integer,integer>();//已排序 
  hashMapNew.put(0, null);//第一位置空 
  init(hashMap);//初始化  
  System.out.println("初始序列为："); 
  print(hashMap, 0);//打印 
  System.out.println("开始归并尔排序："); 
  //排序开始时间 
  long start = System.currentTimeMillis();   
  merge(hashMap, hashMapNew, 1, hashMap.size()-1);//排序 
  //排序结束时间 
  long end = System.currentTimeMillis(); 
  System.out.println("结果为："); 
  print(hashMapNew, 0);//输出排序结束的序列 
  hashMap.clear();//清空 
  System.out.print("一共发生了 "+contrastCount+" 次对比\t"); 
  System.out.print("一共发生了 "+swapCount+" 次交换\t"); 
  System.out.println("执行时间为"+(end-start)+"毫秒"); 
  System.out.println("(注：此输出序列为代码执行过程的序列， 即先左边递归 再 右边递归， 而教科书上的递归序列往往是左右同时进行的结果，特此说明)"); 
 } 
 /** 
  * 初始化函数 
  * @param hashMap 
  */ 
 private static void init(HashMap<integer, integer=""> hashMap) { 
  hashMap.put(0, null);//第一位置空 
  hashMap.put(1, 10); 
  hashMap.put(2, 5); 
  hashMap.put(3, 11); 
  hashMap.put(4, 12); 
  hashMap.put(5, 13); 
  hashMap.put(6, 4); 
  hashMap.put(7, 1); 
  hashMap.put(8, 5); 
  hashMap.put(9, 8); 
  hashMap.put(10, 6); 
  hashMap.put(11, 4); 
  hashMap.put(12, 8);  
 } 
 /** 
  * 进行归并尔排序 
  * @param hashMap 待排序的表 
  * @param hashMapNew 已排序的表 
  */ 
 private static void merge(HashMap<integer, integer=""> hashMap, HashMap<integer, integer=""> hashMapNew, int low, int high){ 
  if(low == high){ 
   hashMapNew.put(low, hashMap.get(low)); 
   swapCount++;//发生一次交换 
  }else{ 
   int meddle = (int)((low+high)/2);//将这一序列数均分的中间值 
   merge(hashMap, hashMapNew, low, meddle);//继续对左边的序列递归 
   merge(hashMap, hashMapNew, meddle+1, high);//对右边的序列递归 
   mergeSort(hashMap, hashMapNew, low, meddle, high);//把相邻的序列组合起来 
   for(int i=low; i<=high; i++){//将已经排好序的hashMapNew【low，high】覆盖hashMap【low，high】以便进入下一次的递归归并 
    hashMap.put(i, hashMapNew.get(i)); 
    swapCount++;//发生一次交换 
   } 
  } 
 } 
 /** 
  * 进行归并尔排序 把【low，meddle】和【meddle+1，high】和并为一个有序的hashMapNew【low,high】 
  * @param hashMap 待排序的表  
  * @param hashMapNew 已排序的表 
  * @param low 低位 
  * @param meddle 中位 
  * @param high 高位 
  */ 
 private static void mergeSort(HashMap<integer, integer=""> hashMap, HashMap<integer, integer=""> hashMapNew, int low, int meddle, int high){ 
  int k = low; 
  int j = meddle+1; 
  while(low<=meddle && j<=high){//两个序列组合成一个序列 从小到达的顺序 
   if(hashMap.get(low) < hashMap.get(j)){ 
    hashMapNew.put(k++, hashMap.get(low++));//放入合适的位置 
   }else{ 
    hashMapNew.put(k++, hashMap.get(j++));//放入合适的位置 
   }    
   contrastCount++;//发生一次对比 
   swapCount++;//发生一次交换 
  } 
  //如果有一方多出来了 则直接赋值 
  while(low<=meddle){ 
   hashMapNew.put(k++, hashMap.get(low++));//放入合适的位置 
   swapCount++;//发生一次交换 
  } 
  while(j<=high){ 
   hashMapNew.put(k++, hashMap.get(j++));//放入合适的位置 
   swapCount++;//发生一次交换 
  } 
  print(hashMapNew, printCount++); 
 } 
 /** 
  * 打印已排序好的元素 
  * @param hashMap 已排序的表 
  * @param j 第j趟排序 
  */ 
 private static void print(HashMap<integer, integer=""> hashMap, int j){ 
  if(j != 0) 
   System.out.print("第 "+j+" 趟：\t"); 
  for(int i=1; i<hashmap.size(); code=""></hashmap.size();></integer,></integer,></integer,></integer,></integer,></integer,></integer,integer></integer,integer></integer,integer></integer,integer></code></code></code></code></code></code>

Lowest bit first radix sort

<code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs "><code class="language-java hljs ">/** 
 * 最低位优先基数排序 
 * @author HHF 
 * 
 */ 
public class LSDSort { 
 private static int contrastCount = 0;//对比次数 
 private static int swapCount = 0;//交换次数 
 private static int printCount = 1;//只为统计执行次数 
 
 public static void main(String[] args) { 
  System.out.println("最低位优先基数排序：\n 按个位、十位、百位排序，不需要比较，只需要对数求余然后保存到相应下标的二维数组内，然后依次读取，每一进制重复依次 ,时间复杂度O(d（n+rd）),空间复杂度O(n+rd)，稳定排序");   
  int[] data = { 173, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81, 33, 100 }; 
  System.out.println("初始序列为："); 
  print(data, 0);//打印 
  LSD(data, 3); 
 } 
 public static void LSD(int[] number, int d) {// d表示最大的数有多少位 
  int k = 0;//number的小标 
  int n = 1;//当比较十位的时候 n=10 比较百位的时候 n=100 用来吧高位降低方便求余数 
  int m = 1;//正在比较number中数据的倒数第几位 
  int[][] temp = new int[10][number.length];// 数组的第一维表示可能的余数0-9 二维依次记录该余数相同的数 
  int[] order = new int[10];// 数组orderp[i]用来表示该位的余数是i的数的个数 
  //排序开始时间 
  long start = System.currentTimeMillis(); 
  while (m <= d) {//d=5则比较五次 
   for (int i = 0; i < number.length; i++) {//把number中的数按余数插入到temp中去 
    int lsd = ((number[i] / n) % 10);//求得该数的余数 
    temp[lsd][order[lsd]] = number[i];//保存到相应的地方 
    order[lsd]++;//该余数有几个 
    swapCount++;//发生一次交换 
   } 
   for (int i = 0; i < 10; i++) {//将temp中的数据按顺序提取出来 
    if (order[i] != 0)//如果该余数没有数据则不需要考虑 
     for (int j = 0; j < order[i]; j++) {//有给余数的数一共有多少个 
      number[k] = temp[i][j];//一一赋值 
      k++; 
      swapCount++;//发生一次交换 
     } 
    order[i] = 0;//置零，以便下一次使用 
   } 
   n *= 10;//进制+1 往前走 
   k = 0;//从头开始 
   m++;//进制+1 
   print(number, printCount++); 
  } 
  //排序结束时间 
  long end = System.currentTimeMillis(); 
  System.out.println("结果为："); 
  print(number, 0);//输出排序结束的序列 
  System.out.print("一共发生了 "+contrastCount+" 次对比\t"); 
  System.out.print("一共发生了 "+swapCount+" 次交换\t"); 
  System.out.println("执行时间为"+(end-start)+"毫秒"); 
 } 
 /** 
  * 打印已排序好的元素 
  * @param data 已排序的表 
  * @param j 第j趟排序 
  */ 
 private static void print(int[] data, int j){ 
  if(j != 0) 
   System.out.print("第 "+j+" 趟：\t"); 
  for (int i = 0; i < data.length; i++) { 
   System.out.print(data[i] + " "); 
  } 
  System.out.println(); 
 } 
} </code></code></code></code></code></code></code>

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1. Java Free Video Tutorial

2. JAVA Tutorial Manual

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