Java实现各种排序算法

 

曾经学数据结构的时候，各种排序练的很熟，但是想过用Java怎么实现吗，以下给出来给你看看，当然闲着就当学习数据结构了，因为jdk提供的工具足够你应付所有事情。

插入排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class InsertSort implements SortUtil.Sort{

   public void sort(int[] data) {

    int temp;

    for(int i=1;i<data.length;i++){

        for(int j=i;(j>0)&&(data[j]<data[j-1]);j--){

          SortUtil.swap(data,j,j-1);

        }

    }    

  }

}

 

冒泡排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class BubbleSort implements SortUtil.Sort{

   public void sort(int[] data) {

    int temp;

    for(int i=0;i<data.length;i++){

        for(int j=data.length-1;j>i;j--){

          if(data[j]<data[j-1]){

            SortUtil.swap(data,j,j-1);

          }

        }

    }

  }

}

选择排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class SelectionSort implements SortUtil.Sort {

   public void sort(int[] data) {

    int temp;

    for (int i = 0; i < data.length; i++) {

        int lowIndex = i;

        for (int j = data.length - 1; j > i; j--) {

          if (data[j] < data[lowIndex]) {

            lowIndex = j;

          }

        }

        SortUtil.swap(data,i,lowIndex);

    }

  }

}

Shell排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class ShellSort implements SortUtil.Sort{

   public void sort(int[] data) {

    for(int i=data.length/2;i>2;i/=2){

        for(int j=0;j<i;j++){

          insertSort(data,j,i);

        }

    }

    insertSort(data,0,1);

  }

  private void insertSort(int[] data, int start, int inc) {

    int temp;

    for(int i=start+inc;i<data.length;i+=inc){

      for(int j=i;(j>=inc)&&(data[j]<data[j-inc]);j-=inc){

          SortUtil.swap(data,j,j-inc);

        }

    }

  }

}

快速排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class QuickSort implements SortUtil.Sort{

  public void sort(int[] data) {

    quickSort(data,0,data.length-1);    

  }

  private void quickSort(int[] data,int i,int j){

    int pivotIndex=(i+j)/2;

    //swap

    SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);

    int k=partition(data,i-1,j,data[j]);

    SortUtil.swap(data,k,j);

    if((k-i)>1) quickSort(data,i,k-1);

    if((j-k)>1) quickSort(data,k+1,j);

  }

  private int partition(int[] data, int l, int r,int pivot) {

    do{

      while(data[++l]<pivot);

      while((r!=0)&&data[--r]>pivot);

      SortUtil.swap(data,l,r);

    }

    while(l<r);

    SortUtil.swap(data,l,r);    

    return l;

  }

}

改进后的快速排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class ImprovedQuickSort implements SortUtil.Sort {

  private static int MAX_STACK_SIZE=4096;

  private static int THRESHOLD=10;

  public void sort(int[] data) {

    int[] stack=new int[MAX_STACK_SIZE];

    int top=-1;

    int pivot;

    int pivotIndex,l,r;

    stack[++top]=0;

    stack[++top]=data.length-1;

    while(top>0){

        int j=stack[top--];

        int i=stack[top--];

        pivotIndex=(i+j)/2;

        pivot=data[pivotIndex];

        SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);

        //partition

        l=i-1;

        r=j;

        do{

          while(data[++l]<pivot);

          while((r!=0)&&(data[--r]>pivot));

          SortUtil.swap(data,l,r);

        }

        while(l<r);

        SortUtil.swap(data,l,r);

        SortUtil.swap(data,l,j);

        if((l-i)>THRESHOLD){

          stack[++top]=i;

          stack[++top]=l-1;

        }

        if((j-l)>THRESHOLD){

          stack[++top]=l+1;

          stack[++top]=j;

        }

       }

    //new InsertSort().sort(data);

    insertSort(data);

  }

   private void insertSort(int[] data) {

    int temp;

    for(int i=1;i<data.length;i++){

        for(int j=i;(j>0)&&(data[j]<data[j-1]);j--){

          SortUtil.swap(data,j,j-1);

        }

    }    

  }

}

归并排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class MergeSort implements SortUtil.Sort{

  public void sort(int[] data) {

    int[] temp=new int[data.length];

    mergeSort(data,temp,0,data.length-1);

  }

 

  private void mergeSort(int[] data,int[] temp,int l,int r){

    int mid=(l+r)/2;

    if(l==r) return ;

    mergeSort(data,temp,l,mid);

    mergeSort(data,temp,mid+1,r);

    for(int i=l;i<=r;i++){

        temp=data;

    }

    int i1=l;

    int i2=mid+1;

    for(int cur=l;cur<=r;cur++){

        if(i1==mid+1)

          data[cur]=temp[i2++];

        else if(i2>r)

          data[cur]=temp[i1++];

        else if(temp[i1]<temp[i2])

          data[cur]=temp[i1++];

        else

          data[cur]=temp[i2++];        

    }

  }

}

改进后的归并排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class ImprovedMergeSort implements SortUtil.Sort {

  private static final int THRESHOLD = 10;

  public void sort(int[] data) {

    int[] temp=new int[data.length];

    mergeSort(data,temp,0,data.length-1);

  }

 private void mergeSort(int[] data, int[] temp, int l, int r) {

    int i, j, k;

    int mid = (l + r) / 2;

    if (l == r)

        return;

    if ((mid - l) >= THRESHOLD)

        mergeSort(data, temp, l, mid);

    else

        insertSort(data, l, mid - l + 1);

    if ((r - mid) > THRESHOLD)

        mergeSort(data, temp, mid + 1, r);

    else

        insertSort(data, mid + 1, r - mid);

    for (i = l; i <= mid; i++) {

        temp = data;

    }

    for (j = 1; j <= r - mid; j++) {

        temp[r - j + 1] = data[j + mid];

    }

    int a = temp[l];

    int b = temp[r];

    for (i = l, j = r, k = l; k <= r; k++) {

        if (a < b) {

          data[k] = temp[i++];

          a = temp;

        } else {

          data[k] = temp[j--];

          b = temp[j];

        }

    }

  }

  private void insertSort(int[] data, int start, int len) {

    for(int i=start+1;i<start+len;i++){

        for(int j=i;(j>start) && data[j]<data[j-1];j--){

          SortUtil.swap(data,j,j-1);

        }

    }

  }

}

堆排序:

package org.rut.util.algorithm.support;

import org.rut.util.algorithm.SortUtil;

public class HeapSort implements SortUtil.Sort{

  public void sort(int[] data) {

    MaxHeap h=new MaxHeap();

    h.init(data);

    for(int i=0;i<data.length;i++)

        h.remove();

    System.arraycopy(h.queue,1,data,0,data.length);

  }

  private static class MaxHeap{

    void init(int[] data){

        this.queue=new int[data.length+1];

        for(int i=0;i<data.length;i++){

          queue[++size]=data;

          fixUp(size);

        }

    }

     

    private int size=0;

    private int[] queue;

         

    public int get() {

        return queue[1];

    }

    public void remove() {

        SortUtil.swap(queue,1,size--);

        fixDown(1);

    }

    //fixdown

    private void fixDown(int k) {

        int j;

        while ((j = k << 1) <= size) {

          if (j < size && queue[j]<queue[j+1])

            j++;

          if (queue[k]>queue[j]) //不用交换

            break;

          SortUtil.swap(queue,j,k);

          k = j;

        }

    }

    private void fixUp(int k) {

        while (k > 1) {

          int j = k >> 1;

          if (queue[j]>queue[k])

            break;

          SortUtil.swap(queue,j,k);

          k = j;

        }

    }

  }

}

SortUtil:

package org.rut.util.algorithm;

import org.rut.util.algorithm.support.BubbleSort;

import org.rut.util.algorithm.support.HeapSort;

import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedMergeSort;

import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedQuickSort;

import org.rut.util.algorithm.support.InsertSort;

import org.rut.util.algorithm.support.MergeSort;

import org.rut.util.algorithm.support.QuickSort;

import org.rut.util.algorithm.support.SelectionSort;

import org.rut.util.algorithm.support.ShellSort;

public class SortUtil {

  public final static int INSERT = 1;

  public final static int BUBBLE = 2;

  public final static int SELECTION = 3;

  public final static int SHELL = 4;

  public final static int QUICK = 5;

  public final static int IMPROVED_QUICK = 6;

  public final static int MERGE = 7;

  public final static int IMPROVED_MERGE = 8;

  public final static int HEAP = 9;

  public static void sort(int[] data) {

    sort(data, IMPROVED_QUICK);

  }

  private static String[] name={

        "insert","bubble","selection","shell","quick","improved_quick","merge","improved_merge","heap"

  };

 

  private static Sort[] impl=new Sort[]{

        new InsertSort(),

        new BubbleSort(),

        new SelectionSort(),

        new ShellSort(),

        new QuickSort(),

        new ImprovedQuickSort(),

        new MergeSort(),

        new ImprovedMergeSort(),

        new HeapSort()

  };

  public static String toString(int algorithm){

    return name[algorithm-1];

  }

 

  public static void sort(int[] data, int algorithm) {

    impl[algorithm-1].sort(data);

  }

  public static interface Sort {

    public void sort(int[] data);

  }

  public static void swap(int[] data, int i, int j) {

    int temp = data;

    data = data[j];

    data[j] = temp;

  }

}