java排序之快速排序、归并排序、基数排序

前两篇说了Java排序中的冒泡、选择、插入、希尔等排序算法，今天就探讨一下剩下的三种经常使用排序。

快速排序：

    当要求时间最快时，就能够用快速排序算法。

    选择第一个数为p，小于p的数放在左边，大于p的数放在右边，递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行，直到不能递归。代码实现：

1 public void quickSort(int[]a,int start,int end){
 2            if(start<end){
 3                int baseNum=a[start];//选基准值
 4                int midNum;//记录中间值
 5                int i=start;
 6                int j=end;
 7                do{
 8                    while((a[i]<baseNum)&&i<end){
 9                        i++;
10                    }
11                    while((a[j]>baseNum)&&j>start){
12                        j--;
13                    }
14                    if(i<=j){
15                        midNum=a[i];
16                        a[i]=a[j];
17                        a[j]=midNum;
18                        i++;
19                        j--;
20                    }
21                }while(i<=j);
22                 if(start<j){
23                     quickSort(a,start,j);
24                 }       
25                 if(end>i){
26                     quickSort(a,i,end);
27                 }
28            }
29        }

 

归并排序：

    归并排序速度仅次于快速排序，内存少的时候使用，能够进行并行计算的时候使用。

    一、选择相邻两个数组成一个有序序列。

    二、选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。

    三、重复第二步，直到所有组成一个有序序列。

代码实现：

1 public  void mergeSort(int[] a, int left, int right) {  
 2            int t = 1;// 每组元素个数  
 3            int size = right - left + 1;  
 4            while (t < size) {  
 5                int s = t;// 本次循环每组元素个数  
 6                t = 2 * s;  
 7                int i = left;  
 8                while (i + (t - 1) < size) {  
 9                    merge(a, i, i + (s - 1), i + (t - 1));  
10                    i += t;  
11                }  
12                if (i + (s - 1) < right)  
13                    merge(a, i, i + (s - 1), right);  
14            }  
15         }  
16        
17         private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {  
18            int[] B = new int[data.length];  
19            int s = p;  
20            int t = q + 1;  
21            int k = p;  
22            while (s <= q && t <= r) {  
23                if (data[s] <= data[t]) {  
24                    B[k] = data[s];  
25                    s++;  
26                } else {  
27                    B[k] = data[t];  
28                    t++;  
29                }  
30                k++;  
31            }  
32            if (s == q + 1)  
33                B[k++] = data[t++];  
34            else  
35                B[k++] = data[s++];  
36            for (int i = p; i <= r; i++)  
37                data[i] = B[i];  
38         }

 

基数排序：

    基数排序用于大量数，很长的数进行排序时。

    将全部的数的个位数取出，按照个位数进行排序，构成一个序列。

    将新构成的全部的数的十位数取出，按照十位数进行排序，构成一个序列。

代码实现：

1 public void baseSort(int[] a) {
 2                //首先肯定排序的趟数;    
 3                int max = a[0];
 4                for (int i = 1; i < a.length; i++) {
 5                    if (a[i] > max) {
 6                        max = a[i];
 7                    }
 8                }
 9                int time = 0;
10                //判断位数;    
11                while (max > 0) {
12                    max /= 10;
13                    time++;
14                }
15                //创建10个队列;    
16                List<ArrayList<Integer>> queue = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
17                for (int i = 0; i < 10; i++) {
18                    ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
19                    queue.add(queue1);
20                }
21                //进行time次分配和收集;    
22                for (int i = 0; i < time; i++) {
23                    //分配数组元素;    
24                    for (int j = 0; j < a.length; j++) {
25                        //获得数字的第time+1位数;  
26                        int x = a[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
27                        ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);
28                        queue2.add(a[j]);
29                        queue.set(x, queue2);
30                    }
31                    int count = 0;//元素计数器;    
32                    //收集队列元素;    
33                    for (int k = 0; k < 10; k++) {
34                        while (queue.get(k).size() > 0) {
35                            ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
36                            a[count] = queue3.get(0);
37                            queue3.remove(0);
38                            count++;
39                        }
40                    }
41                }
42         }

 

到这里，Java的经常使用的八种排序算法就完结了，固然这几种方法有各自的优缺点。

1、稳定性:

　   稳定：冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序

　　不稳定：选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序

2、平均时间复杂度

　　O(n^2):直接插入排序，简单选择排序，冒泡排序。

　　在数据规模较小时（9W内），直接插入排序，简单选择排序差很少。当数据较大时，冒泡排序算法的时间代价最高。性能为O(n^2)的算法基本上是相邻元素进行比较，基本上都是稳定的。

　　O(nlogn):快速排序，归并排序，希尔排序，堆排序。

　　其中，快排是最好的， 其次是归并和希尔，堆排序在数据量很大时效果明显。

3、排序算法的选择

　　1.数据规模较小

  　　（1）待排序列基本序的状况下，能够选择直接插入排序；

  　　（2）对稳定性不做要求宜用简单选择排序，对稳定性有要求宜用插入或冒泡

　　2.数据规模不是很大

　　（1）彻底能够用内存空间，序列杂乱无序，对稳定性没有要求，快速排序，此时要付出log（N）的额外空间。

　　（2）序列自己可能有序，对稳定性有要求，空间容许下，宜用归并排序

　　3.数据规模很大

   　　（1）对稳定性有求，则可考虑归并排序。

    　　（2）对稳定性没要求，宜用堆排序

　　4.序列初始基本有序（正序），宜用直接插入，冒泡

各算法复杂度以下：

参考：https://www.cnblogs.com/10158wsj/p/6782124.html