Java使用Comparable接口实现六大排序算法

2024-04-09 18:48

本文主要是介绍Java使用Comparable接口实现六大排序算法,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

1.冒泡排序

2.选择排序

3.插入排序

4.希尔排序

5.归并排序

6.快速排序


1.冒泡排序

//冒泡排序
public class Bubble {/*** 对数组a中的元素进行冒泡排序*/public static void sort(Comparable[] a){for(int i=a.length-1;i>0;i--){for(int j=0;j<i;j++){//比较索引j与索引j+1处得值if(greater(a[j],a[j+1])){exch(a,j,j+1);}}}}/*** 比较v元素是否大于w元素*/private static boolean greater(Comparable v,Comparable w){return v.compareTo(w)>0;}/*** 数组元素元素i和j交换位置*/private static void exch(Comparable[] a,int i,int j){Comparable temp;temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}}

2.选择排序

在这里插入图片描述

public class Selection {/*** 对数组中的元素进行选择排序*/public static void sort(Comparable[] a){for(int i=0;i<a.length-1;i++){//定义一个变量,记录最小元素所在的索引,默认为参与选择的第一个元素所在的位置int minIndex=i;for(int j=i+1;j<a.length;j++){//比较索引minIndex处的值与j索引的值if(greater(a[minIndex],a[j])){minIndex=j;}}//交换最小元素所在索引minIndex处的值和索引i处的值exch(a,i,minIndex);}}/*** 比较v元素是否大于w元素*/public static boolean greater(Comparable v,Comparable w){return v.compareTo(w)>0;}/*** 数组元素i和j交换位置*/public static void exch(Comparable[] a,int i,int j){Comparable temp;temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}
}

3.插入排序

public class Insertion {/*** 对数组a中元素进行插入排序*/public static void sort(Comparable a[]){for(int i=1;i<a.length;i++){for(int j=i;j>0;j--){if(greater(a[j-1],a[j])){exch(a,j-1,j);}else{break;}}}}/*** 比较v元素是否大于w元素*/public static boolean greater(Comparable v,Comparable w){return v.compareTo(w)>0;}/*** 数组元素i和j进行交换*/public static void exch(Comparable[] a,int i,int j){Comparable temp;temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}
}

4.希尔排序

在这里插入图片描述

public class Shell {/*** 对数组a进行希尔排序*/public static void sort(Comparable[] a){//1.根据数组a的长度,确定增长量h的初始值int h=1;while(h<a.length/2){h=2*h+1;}//2.希尔排序while(h>=1){//排序//2.1.找到待插入的元素for(int i=h;i<a.length;i++){//2.2.把待插入的元素插入有序数列中for(int j=i;j>=h;j-=h){//待插入的元素是a[j],比较a[j]和a[j-h]if(greater(a[j-h],a[j])){exch(a,j-h,j);}else{//待插入元素已经找到合适位置,退出循环break;}}}//减小h的值h=h/2;}}/*** 比较v和w大小*/public static boolean greater(Comparable v,Comparable w){return v.compareTo(w)>0;}/*** 数组元素i和j交换*/public static void exch(Comparable[] a,int i,int j){Comparable temp;temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}
}

5.归并排序

public class Merge {//归并所需要的辅助数组private static Comparable[] assist;/*** 比较v元素是否小于w元素*/private static boolean less(Comparable v,Comparable w){return v.compareTo(w)<0;}/*** 数组元素i和j交换位置*/private static void exch(Comparable[] a,int i,int j){Comparable temp;temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}/*** 对数组a中的元素进行排序*/public static void sort(Comparable[] a){//1.初始化辅助数组 assistassist=new Comparable[a.length];//2.定义一个lo和hi变量,分别记录数组中最小的索引和最大的索引int lo=0;int hi=a.length-1;//3.调用sort重载方法完成数组a中,从索引lo到hi的元素的排序sort(a,lo,hi);}/*** 对数组中lo到hi的元素进行排序*/public static void sort(Comparable[] a,int lo,int hi){//做安全性校验if(hi<=lo){return;}//对lo到hi之间数据进行分组int mid=lo+(hi-lo)/2;   //5 9    mid=7//分别对每一组数据进行排序sort(a,lo,mid);sort(a,mid+1,hi);//再把两个组的数据进行归并merge(a,lo,mid,hi);}/*** 对数组中,从lo到mid为一组,从mid+1到hi为一组,对这两组数据进行归并*/public static void merge(Comparable[] a,int lo,int mid,int hi){//定义三个指针int i=lo;int p1=lo;int p2=mid+1;//遍历,移动p1指针和p2指针,比较对应索引处的值,找出小的那个,放到辅助数组的对应索引处while(p1<=mid && p2<=hi){//比较对应索引处的值if(less(a[p1],a[p2])){assist[i++]=a[p1++];}else{assist[i++]=a[p2++];}}//遍历,如果p1指针没有走完,那么顺序移动p1指针,把对应的元素放到辅助数组对应索引处while (p1<=mid){assist[i++]=a[p1++];}//遍历,如果p2指针没有走完,那么顺序移动p2指针,把对应的元素放到辅助数组对应索引处while(p2<=hi){assist[i++]=a[p2++];}//把辅助数组中的元素拷贝到原数组中for (int index=lo;index<=hi;index++){a[index]=assist[index];}}}

6.快速排序

public class Quick {/*** 比较v是否小于w*/public static boolean less(Comparable v,Comparable w){return v.compareTo(w)<0;}/*** 交换数组元素i和j的位置*/public static void exch(Comparable[] a,int i,int j){Comparable temp=a[i];a[i]=a[j];a[j]=temp;}/*** 对数组内的元素进行排序*/public static void sort(Comparable[] a){int lo=0;int hi=a.length-1;sort(a,lo,hi);}/*** 对数组中元素从索引lo到hi之间的元素进行排序*/public static void sort(Comparable[] a,int lo,int hi){//安全性校验if (hi<=lo){return;}//需要对数组中lo索引到hi索引处的元素进行分组(左子组,右子组)int partition=partition(a,lo,hi); //返回的是分组的分界值所在的索引,分界值变换后的索引//左子组有序sort(a,lo,partition-1);//右子组有序sort(a,partition+1,hi);}/*** 对数组a中,从索引lo到hi之间的元素进行分组,并返回分组界限对应的索引*/public static int partition(Comparable[] a,int lo,int hi){//确定分界值Comparable key=a[lo];//定义两个指针,分别指向待切分元素最小索引处和最大索引处的下一个位置int left=lo;int right=hi+1;//切分while(true){//先从右往左扫描,移动right指针,找到比分界值小的元素,停止while(less(key,a[--right])){if(right==lo){break;}}//从左往右扫描,移动left指针,找到比分界值大的元素,停止while(less(a[++left],key)){if (left==hi){break;}}//判断left>=right,如果是,则证明元素扫描完毕,结束循环,如果不是,则交换元素即可if (left>=right){break;}else{exch(a,left,right);}}//交换分界值exch(a,lo,right);return right;}
}

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