Java数组排序方案

1. 引言

在Java中，排序是一种常见的操作，它可以让我们将数组中的元素按照特定的顺序重新排列。排序在很多领域都有广泛的应用，比如数据分析、搜索算法等。本文将介绍一些常见的Java数组排序算法，并提供代码示例来解决一个具体的问题。

2. 排序算法

2.1 冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，它通过多次比较和交换相邻元素的方式将较大的元素逐渐移到数组的末尾。其基本原理是两两比较相邻元素，如果顺序不对则交换位置，直到整个数组有序。

public static void bubbleSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                // 交换元素
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

2.2 选择排序

选择排序是一种简单但低效的排序算法，它通过反复从未排序的部分选择最小（或最大）的元素，并将其放到已排序的部分末尾。选择排序的基本原理是每次从未排序的部分中找到最小元素，并将其与未排序部分的第一个元素交换位置。

public static void selectionSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        // 交换元素
        int temp = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}

2.3 插入排序

插入排序是一种简单且高效的排序算法，它将未排序的元素逐个插入到已排序的部分中，从而得到一个有序的数组。插入排序的基本原理是将未排序的元素与已排序的元素逐个比较，并找到合适的位置插入。

public static void insertionSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

2.4 快速排序

快速排序是一种常用的排序算法，它通过递归地将问题分解为更小的子问题，并通过分治法解决。快速排序的基本原理是选择一个基准元素，将数组分为左右两部分，然后递归地对左右两部分进行排序。

public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivotIndex = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
    }
}

private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            // 交换元素
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    // 交换元素
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    return i + 1;
}

2.5 归并排序

归并排序是一种高效的排序算法，它通过将数组分