Java三种排序 Java三种排序

在Java编程语言中，有多种排序算法可供使用。这里我们将探讨三种基本的排序算法：冒泡排序、选择排序和插入排序。这些算法都是基于数组的简单排序方法，适合理解排序的基本原理。 我们来看冒泡排序。冒泡排序是一种交换排序，其核心思想是通过反复遍历待排序的数组，依次比较相邻元素并根据需要交换位置，使较大的元素逐渐“浮”到数组的末尾，就像水中的气泡一样上升。在Java中，冒泡排序的实现如下： ```java public class BubbleSort { public static void main(String[] args) { int[] array = {29, 23, 56, 40, 12, 63, 89, 7, 96, 38}; System.out.println("Before sort:"); Display(array); Sort(array); System.out.println("After sort:"); Display(array); } public static void Sort(int[] array) { int temp = 0; for(int i = array.length - 1; i > 0; i--) { for(int j = 0; j < i; j++) { if(array[j] > array[j + 1]) { temp = array[j]; array[j] = array[j + 1]; array[j + 1] = temp; } } } } public static void Display(int[] array) { for(int i = 0; i < array.length; i++) System.out.print(array[i] + " "); System.out.println(); } } ``` 冒泡排序的时间复杂度为O(N^2)，其中N是数组的长度。这意味着在最坏的情况下，需要进行N * (N - 1) / 2次比较和相同次数的交换操作。 接下来是选择排序，它的工作原理是在每一轮中找到数组中最小（或最大）的元素，并将其与第一个未排序的位置交换。这样，每次遍历都会确保当前未排序的部分有一个最小（或最大）的元素在前面。Java实现如下： ```java public class SelectSort { public static void main(String[] args) { int[] array = {29, 23, 56, 40, 12, 63, 89, 7, 96, 38}; System.out.println("Before sort:"); Display(array); Sort(array); System.out.println("After sort:"); Display(array); } public static void Sort(int[] array) { for(int i = 0; i < array.length - 1; i++) { int minIndex = i; for(int j = i + 1; j < array.length; j++) { if(array[j] < array[minIndex]) minIndex = j; } if(minIndex != i) { int temp = array[i]; array[i] = array[minIndex]; array[minIndex] = temp; } } } public static void Display(int[] array) { for(int i = 0; i < array.length; i++) System.out.print(array[i] + " "); System.out.println(); } } ``` 选择排序的时间复杂度同样是O(N^2)，但在交换次数上通常少于冒泡排序，因为它只需要N次交换，即使在最坏的情况下。 插入排序是一种简单直观的排序算法，它将数组分为已排序和未排序两部分，每次从未排序部分取出一个元素，插入到已排序部分的正确位置。Java实现如下： ```java public class InsertionSort { public static void main(String[] args) { int[] array = {29, 23, 56, 40, 12, 63, 89, 7, 96, 38}; System.out.println("Before sort:"); Display(array); Sort(array); System.out.println("After sort:"); Display(array); } public static void Sort(int[] array) { for(int i = 1; i < array.length; i++) { int key = array[i]; int j = i - 1; while(j >= 0 && array[j] > key) { array[j + 1] = array[j]; j--; } array[j + 1] = key; } } public static void Display(int[] array) { for(int i = 0; i < array.length; i++) System.out.print(array[i] + " "); System.out.println(); } } ``` 插入排序在最好的情况下（即输入数组已经是有序的），时间复杂度为O(N)，但在最坏的情况下（即输入数组是反序的），时间复杂度同样为O(N^2)。 这三种排序算法各有优缺点。冒泡排序简单易懂，但效率较低；选择排序虽然交换次数较少，但总体效率与冒泡排序相当；插入排序在处理部分有序的数组时表现较好，但对完全无序的数据效率较低。在实际开发中，对于大规模数据的排序，通常会使用更高效的排序算法，如快速排序、归并排序或堆排序等。