在Java面试中，面试官总能从侧面或者正面来跟你讨论一下Java中的排序算法；今天就总结一下Java中几种最常见的算法；先看一下这几种算法的时间复杂度
Java中排序算法
例如在某次面试中碰一个题目，从数组里面有1亿条数据中取出最大的100条数组；
1.冒泡排序
public static int[] getSortAraay(int[] numbers) {
//需进行length-1次冒泡
for (int i = 0; i < numbers.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < numbers.length - 1 - i; j++) {
if (numbers[j] > numbers[j + 1]) {
int temp = numbers[j];
numbers[j] = numbers[j + 1];
numbers[j + 1] = temp;
}
}
}
int[] newArray = new int[100];
int index = 0;
for (int i = numbers.length - 1; i > 0; i--) {
newArray[index] = numbers[i];
index++;
if (index > 99)
break;
;
}
return newArray;
}
总结：最稳健的取值方法，性能也是最差的，运行时间大概10分钟左右；循环次数是N的平方； 时间复杂度是O(n的平方)；
2. 选择排序
public static int[] getSortSelect(int[] numbers){
//选择
for (int i = 0; i < numbers.length; i++) {
//默认第一个是最小的。
int min = numbers[i];
//记录最小的下标
int index = i;
//通过与后面的数据进行比较得出，最小值和下标
for (int j = i + 1; j < numbers.length; j++) {
if (min > numbers[j]) {
min = numbers[j];
index = j;
}
}
//然后将最小值与本次循环的，开始值交换
int temp = numbers[i];
numbers[i] = min;
numbers[index] = temp;
//说明：将i前面的数据看成一个排好的队列，i后面的看成一个无序队列。每次只需要找无需的最小值，做替换
}
int[] newArray = new int[100];
int index = 0;
for (int i = numbers.length - 1; i > 0; i--) {
newArray[index] = numbers[i];
index++;
if (index > 99)
break;
}
return newArray;
}
- 将第一个值看成最小值
- 然后和后续的比较找出最小值和下标
- 交换本次遍历的起始值和最小值
注：每次遍历的时候，将前面找出的最小值，看成一个有序的列表，后面的看成无序的列表，然后每次遍历无序列表找出最小值。时间复杂度是O(n的平方)
3. 插入排序
public static int[] getSortInsert(int[] numbers){
//插入排序
for (int i = 1; i < numbers.length; i++) {
//外层循环，从第二个开始比较
for (int j = i; j > 0; j--) {
//内存循环，与前面排好序的数据比较，如果后面的数据小于前面的则交换
if (numbers[j] < numbers[j - 1]) {
int temp = numbers[j - 1];
numbers[j - 1] = numbers[j];
numbers[j] = temp;
} else {
//如果不小于，说明插入完毕，退出内层循环
break;
}
}
}
int[] newArray = new int[100];
int index = 0;
for (int i = numbers.length - 1; i > 0; i--) {
newArray[index] = numbers[i];
index++;
if (index > 99)
break;
}
return newArray;
}
- 默认从第二个数据开始比较。
- 如果第二个数据比第一个小，则交换。然后在用第三个数据比较，如果比前面小，则插入。否则，退出循环。
- 说明：默认将第一数据看成有序列表，后面无序的列表循环每一个数据，如果比前面的数据小则插入（交换）。否则退出。
时间复杂度是O(n的平方)
4.希尔排序（插入排序变种版）
public static int[] getSortXier(int[] numbers) {
//希尔排序（插入排序变种版）
for (int i = numbers.length / 2; i > 0; i /= 2) {
//i层循环控制步长
for (int j = i; j < numbers.length; j++) {
//j控制无序端的起始位置
for (int k = j; k > 0 && k - i >= 0; k -= i) {
if (numbers[k] < numbers[k - i]) {
int temp = numbers[k - i];
numbers[k - i] = numbers[k];
numbers[k] = temp;
} else {
break;
}
}
}
//j,k为插入排序，不过步长为i
}
int[] newArray = new int[100];
int index = 0;
for (int i = numbers.length - 1; i > 0; i--) {
newArray[index] = numbers[i];
index++;
if (index > 99)
break;
}
return newArray;
}
- 基本上和插入排序一样的道理
- 不一样的地方在于，每次循环的步长，通过减半的方式来实现
说明：基本原理和插入排序类似，不一样的地方在于。通过间隔多个数据来进行插入排序。
5. 快速排序
public static int[] getArrayByQuick(int[] numbers) {
getQuickSort(numbers, 0, numbers.length - 1);
int[] newArray = new int[100];
int index = 0;
for (int i = numbers.length - 1; i > 0; i--) {
newArray[index] = numbers[i];
index++;
if (index > 99)
break;
}
return newArray;
}
public static void getQuickSort(int[] arr, int low, int high) {
//如果指针在同一位置(只有一个数据时)，退出
if (high - low < 1) {
return;
}
//标记，从高指针开始，还是低指针（默认高指针）
boolean flag = true;
//记录指针的其实位置
int start = low;
int end = high;
//默认中间值为低指针的第一个值
int midValue = arr[low];
while (true) {
//高指针移动
if (flag) {
//如果列表右方的数据大于中间值，则向左移动
if (arr[high] > midValue) {
high--;
} else if (arr[high] < midValue) {
//如果小于，则覆盖最开始的低指针值，并且移动低指针，标志位改成从低指针开始移动
arr[low] = arr[high];
low++;
flag = false;
}
} else {
//如果低指针数据小于中间值，则低指针向右移动
if (arr[low] < midValue) {
low++;
} else if (arr[low] > midValue) {
//如果低指针的值大于中间值，则覆盖高指针停留时的数据，并向左移动高指针。切换为高指针移动
arr[high] = arr[low];
high--;
flag = true;
}
}
//当两个指针的位置相同时，则找到了中间值的位置，并退出循环
if (low == high) {
arr[low] = midValue;
break;
}
}
//然后出现有，中间值左边的小于中间值。右边的大于中间值。
//然后在对左右两边的列表在进行快速排序
getQuickSort(arr, start, low - 1);
getQuickSort(arr, low + 1, end);
}
- 确认列表第一个数据为中间值，第一个值看成空缺（低指针空缺）。
- 然后在剩下的队列中，看成有左右两个指针（高低）。
- 开始高指针向左移动，如果遇到小于中间值的数据，则将这个数据赋值到低指针空缺，并且将高指针的数据看成空缺值（高指针空缺）。然后先向右移动一下低指针，并且切换低指针移动。
- 当低指针移动到大于中间值的时候，赋值到高指针空缺的地方。然后先高指针向左移动，并且切换高指针移动。重复c、d操作。
- 直到高指针和低指针相等时退出，并且将中间值赋值给对应指针位置。
- 然后将中间值的左右两边看成行的列表，进行快速排序操作。
6.归并排序
public static int[] getArrayByMager(int[] numbers) {
mergeSort(numbers, 0, numbers.length - 1);
int[] newArray = new int[100];
int index = 0;
for (int i = numbers.length - 1; i > 0; i--) {
newArray[index] = numbers[i];
index++;
if (index > 99)
break;
}
return newArray;
}
public static void mergeSort(int[] arr, int start, int end) {
//判断拆分的不为最小单位
if (end - start > 0) {
//再一次拆分，知道拆成一个一个的数据
mergeSort(arr, start, (start + end) / 2);
mergeSort(arr, (start + end) / 2 + 1, end);
//记录开始/结束位置
int left = start;
int right = (start + end) / 2 + 1;
//记录每个小单位的排序结果
int index = 0;
int[] result = new int[end - start + 1];
//如果查分后的两块数据，都还存在
while (left <= (start + end) / 2 && right <= end) {
//比较两块数据的大小，然后赋值，并且移动下标
if (arr[left] <= arr[right]) {
result[index] = arr[left];
left++;
} else {
result[index] = arr[right];
right++;
}
//移动单位记录的下标
index++;
}
//当某一块数据不存在了时
while (left <= (start + end) / 2 || right <= end) {
//直接赋值到记录下标
if (left <= (start + end) / 2) {
result[index] = arr[left];
left++;
} else {
result[index] = arr[right];
right++;
}
index++;
}
//最后将新的数据赋值给原来的列表，并且是对应分块后的下标。
for (int i = start; i <= end; i++) {
arr[i] = result[i - start];
}
}
}
- 将列表按照对等的方式进行拆分
- 拆分小最小块的时候，再将最小块按照原来的拆分，进行合并
- 合并的时候，通过左右两块的左边开始比较大小。小的数据放入新的块中
- 说明：简单一点就是先对半拆成最小单位，然后将两半数据合并成一个有序的列表。
7.位图法排序
public static int[] getTop100(int[] inputArray) {
int maxValue = Integer.MIN_VALUE;
for (int i = 0; i < inputArray.length; i++) {
if (maxValue < inputArray[i]) {
maxValue = inputArray[i];
}
}
byte[] bitmap = new byte[maxValue + 1];
for (int i = 0; i < inputArray.length; i++) {
int value = inputArray[i];
bitmap[value] = 1;
}
int[] result = new int[100];
int index = 0;
for (int i = maxValue; i >= 0 & index < 100; i--) {
if (bitmap[i] == 1) {
result[index++] = i;
}
}
return result;
}
- 找出数组中最大的元素。
- new一个数组长度是最大元素加+1的byte数组。
- 循环数组中的元素，把数组中的元素值索引设置成1。
- 生成一个新的数组，循环byte数组，把byte数组中为1的索引插入新生成的数组中；
注：这个方法适合散列比较均匀的数组排序，如果数组元素比较均匀，算法效率是最高的，还有个弊端，如果有重复的元素不能过滤掉的位图就不太适合；
