这篇文章主要介绍了Java冒泡选择插入希尔排序的原理是什么与怎么实现的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇Java冒泡选择插入希尔排序的原理是什么与怎么实现文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。
冒泡排序是重复地走访要排序的元素,依次比较两个相邻的元素,如果它们的顺序与自己规定的不符合,则把两个元素的位置交换。走访元素重复地进行,直到没有相邻元素需要交换为止,完成整个排序过程。
▶ 算法原理
1、比较相邻元素,如果前一个元素大于后一个元素,则交换。
2、依次向后对每一对相邻元素做同样的工作,直到队列末尾,第一轮过后最大的元素就位于最后一个元素位置了。
3、重复以上步骤,直到最后一个元素位置的前一位为止(因为最后一位已经排了)。
4、持续每次对越来越少的元素重复上面步骤,直到第一个元素和第二个元素交换后顺序为从大到小或从小到大,排序结束。
冒泡排序实际上就是两个数两个数的比较,每循环一次将最大或最小的数放在最后,剩下的就继续两两比较。
public static void bubbleSort(int[] arr){ //中间变量,用来交换数据 int temp = 0; //外层循环 for (int i = 0 ; i < arr.length - 1 ; i++){ //内层循环,每次找到最大的数后放在最后,下次遍历则会少一次,及arr.length - i - 1 for(int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++){ //判断大小 if(arr[j] > arr[j + 1]){ //将两数进行交换 temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } }
首先第一次确定第一个数为最小的,然后利用for循环,将第一个数后的数据遍历一遍,找是否还有比第一个数更小的,记录下来,遍历完毕后将第一个数与最小的数进行交换。然后又确定第二数,找第二个数以后的数,是否还有比第二个数更小的,找到后与第二个数又进行交换,重复上面即可。
以后的每次循环都是按照这种方式,直到最后两个数排完,数据就是有序的了。
public static void choiceSort(int[] arr){ //用来记录最小的数 int arrData = 0; //记录最小的数的下标 int arrindx = 0; //外层循环,直到 arr.length - 1 即可 for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++){ //首先把arr[i] 当做最小的数,并记录下标 arrData = arr[i]; arrindx = i; //内层循环,遍历 i 以后的数,找到比 arr[i] 还小的数 for (int j = i + 1; j < arr.length; j++){ //找到更小的数,就进行记录 if(arrData > arr[j]){ arrData = arr[j]; arrindx = j; } } //循环完毕,说明找到了,最小的数,与arr[i] 进行交换即可 arr[arrindx] = arr[i]; arr[i] = arrData; } }
前面我们介绍的选择排序,找到最小的就与前面的进行交换。而插入排序,就是将确定的数的后一位插入到前面即可。图形介绍:
开始,id指向第一个数,mid指向第二个数,然后两个数进行比较。
此时,1 比 3 小,但是3前面没数据了,于是将1插入到3的前面,注意这里是插入,不是交换。下一步 3 比 5 小,于是不用插入。
经过三次比较,确定了 2 的位置在 1 和 3 直接,直接将 2 插入。
又经过四次比较,找到 0 的位置 在 1 的前面,于是将 0 插入到 1 的前面即可。
public static void insertSort(int[] arr){ //下标为 0 的数是确定的,从下标为 1 开始循环 for (int i = 1; i < arr.length; i++){ // 将下标为 i 的数暂存起来 int arrData = arr[i]; //从 i - 1 开始往前循环 int arrIndx = i - 1; //判断退出的条件 大于等于0 while (arrIndx >= 0){ //如果arrData 大于 下标为arrIndx 的数,则位置找到,退出循环 if (arrData > arr[arrIndx]){ break; } //没有找到,就将前面的数往后移 arr[arrIndx + 1] = arr[arrIndx]; arrIndx--; } //找到位置后,就将暂存的数据arrData 插入到下标为arrIndx的位置 arr[arrIndx + 1] = arrData; } }
首先将数组分为两组,3、2、0 为一组,1、5为一组,g = arr.length / 2。
2 和 3 进行判断,3 比 2 大 ,然后进行交换位置,交换后 j = j- g< 0(因为第一次的分为两组,所以 i - 2)。所以 i++ ,j = i - g
不需要交换, 然后 j = j- g < 0 ,所以 i++ ,j = i - g
3 比 0 大 ,需要交换。然后 j = j - g > 0 , j = j - g
交换后 j = j - g < 0 , i++ > arr.length 了,第一轮结束
第二轮:在arr.length / 2的基础上再除2 , 于是 g = 1 ;
然后两两交换,交换后 进行j = j - g > 0 的判断 ,不成立则 i++, j = i - g ,成立则 j = j - g ,就这样一直循环下去。第二轮后的结果:
第二轮结束后,g / 2 = 0 结果不大于 0,所以排序结束
public static void shellSort_exchange(int[] arr){ //做中间变量,进行数据交换 int temp = 0; // g 首先数组总长除以2, 然后每次除以2 for(int g = arr.length / 2 ; g > 0 ; g /= 2){ // i 从 g 的位置开始遍历 for(int i = g ; i < arr.length ; i++){ // j 从 i - g 的位置开始向前遍历,j 的位置由 j - g 来决定 for(int j = i - g ; j >= 0 ; j -= g){ //判断 下标(j + g) 和 下标j 位置的数的大小,然后进行交换 if(arr[j + g] < arr[j]){ //交换即可 temp = arr[j + g]; arr[j + g] = arr[j]; arr[j] = temp; } } } } }
移位排序的思想与前面的交换排序一样的,只是在交换数的方式上有变化。交换排序数的交换方式来自冒泡排序,而移位排序数的交换方式来自插入排序。
public static void test1(int[] arr){ //与前面一样,开始数组长度除以2 , 然后每次除以2 for(int g = arr.length / 2 ; g > 0 ; g /= 2){ // i 从 g 位置开始,每次加一 for(int i = g ; i < arr.length ; i++){ //定义 j 的位置 为 i int j = i ; //将 下标为 i 位置的数暂存起来 int temp = arr[i]; //判断 下标j位置的数 和 j - g 位置的数,与前面一样 if(arr[j] < arr[j - g] ){ //遍历循环 while(j - g >= 0 && temp < arr[j - g]){ //满足条件,就移位,将前面的数 (下标j - g) 往后移 (下标j) arr[j] = arr[j - g]; j -= g;// j 每次 -g } } //退出循环或判断条件后,将暂存的temp (arr[i]) 赋值给 arr[j] arr[j] = temp; } } }
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