交换排序

 

首先排序分为四种： 

      交换排序： 包括冒泡排序，快速排序。

      选择排序： 包括直接选择排序，堆排序。

      插入排序： 包括直接插入排序，希尔排序。

      归并排序

      基数排序

 

交换排序主要有两种：

1：冒泡排序

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int[] array = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3};

        System.out.println("Before sort:");
        //ArrayUtils.printArray(array);
        BubbleSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));

    }

    public static void BubbleSort(int[] array){
        int temp;
        int len = array.length;
        for(int i=0;i<len-1;i++){  //外层循环：每循环一次就确定了一个相对最大元素
            for(int j=1;j<len-i;j++){  //内层循环：有i个元素已经排好，根据i确定本次的比较次数
                if(array[j-1]>array[j]){  //如果前一位大于后一位，交换位置
                    temp = array[j-1];
                    array[j-1] = array[j];
                    array[j] = temp;
                }
            }
        }
    }
}

Before sort:
[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

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2：快速排序法

import java.util.Arrays;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int[] array = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3};
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        quickSort(array);
        System.out.println("=====================================");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }

    //快速排序
    public static void quickSort(int[] array){
        recursiveQuickSort(array,0,array.length-1);
    }

    /**
     * 递归的快速排序
     *@param low  数组的最小下标
     *@param high  数组的最大下标
     */
    private static void recursiveQuickSort(int[] array,int low,int high){
        if(low>=high)
        {
            return;
        }
        else
        {
            int pivot = array[low];  //以第一个元素为基准
            int partition =partition(array,low,high,pivot);  //对数组进行划分，比pivot小的元素在低位段，比pivot大的元素在高位段

            System.out.println(pivot);
            display(array);

            recursiveQuickSort(array,low,partition-1);  //对划分后的低位段进行快速排序
            recursiveQuickSort(array,partition+1,high);  //对划分后的高位段进行快速排序
        }
    }

    /**
     * 以pivot为基准对下标low到high的数组进行划分
     *@param low 数组段的最小下标
     *@param high 数组段的最大下标
     *@param pivot 划分的基准元素
     *@return 划分完成后基准元素所在位置的下标
     */
    private static int partition(int[] array,int low,int high,int pivot){

        while(low<high){

            while(low<high &&array[high]>=pivot){  //从右端开始扫描，定位到第一个比pivot小的元素
                high--;
            }
            swap(array,low,high);

            while(low<high &&array[low]<=pivot){  //从左端开始扫描，定位到第一个比pivot大的元素
                low++;
            }
            swap(array,low,high);

        }
        return low;

    }
    /**
     * 交换数组中两个元素的数据
     *@param low 欲交换元素的低位下标
     *@param high 欲交换元素的高位下标
     */
    private static void swap(int[] array,int low,int high){
        int temp = array[high];
        array[high] = array[low];
        array[low] = temp;
    }

    private static void display(int[] array){
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

[9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3]
9
[-3, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, 9]
-3
[-3, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, 9]
8
[-3, -2, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, 8, 9]
-2
[-3, -2, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, 8, 9]
7
[-3, -2, -1, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 7, 8, 9]
-1
[-3, -2, -1, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 7, 8, 9]
6
[-3, -2, -1, 0, 5, 4, 3, 2, 1, 6, 7, 8, 9]
0
[-3, -2, -1, 0, 5, 4, 3, 2, 1, 6, 7, 8, 9]
5
[-3, -2, -1, 0, 1, 4, 3, 2, 5, 6, 7, 8, 9]
1
[-3, -2, -1, 0, 1, 4, 3, 2, 5, 6, 7, 8, 9]
4
[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
2
[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
=====================================
[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

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public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int[] array = new int[100000];
        Random random = new Random();
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = Math.abs(random.nextInt()) % 10000000;
        }
        int[] array2=array.clone();
        long t1=System.nanoTime();
        Arrays.sort(array);
        System.out.println(System.nanoTime()-t1);

        long t2=System.nanoTime();
        quickSort(array2);
        System.out.println(System.nanoTime()-t2);
    }

跟系统的进行比较

51746258
19995678

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还是系统比较快，但是数据比较少，比如10条的时候发现自己的比较快。

快速排序法：自己的总结就是从数组中选择一个数当成基准数，然后在数组一次遍历的时候，将基准点移动到它正确排序的位置，并且左边的都比它小，右边的都比它大，然后分别递归左侧跟右侧的数据。

1.将第一个数57作为基准点，然后从右边往左边查找比基准点57小的数，交换位置

2.从左边往右边查找比基准点57大的数，交换位置

来回往复，一直到基准点57找不到可以交换的元素

这就是数组的第一次循环，然后将基准点左边的，右边的都按上面的循环。。。。。。。

又一个版本：

import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        int[] array = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3};
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        quickSort(array,0,array.length-1);
        System.out.println("=====================================");
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }

    public static void quickSort(int[] numbers, int start, int end) {
        if (start < end) {
            int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）
            int temp; // 记录临时中间值
            int i = start, j = end;
            do {
                while ((numbers[i] < base) && (i < end))
                    i++;
                while ((numbers[j] > base) && (j > start))
                    j--;
                if (i <= j) {
                    temp = numbers[i];
                    numbers[i] = numbers[j];
                    numbers[j] = temp;
                    i++;
                    j--;
                }
            } while (i <= j);
            if (start < j)
                quickSort(numbers, start, j);
            if (end > i)
                quickSort(numbers, i, end);
        }
    }
}

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