新手初入Java(六)數組的排序方式

對數組中的數據進行排序，主要有以下四種方法：

• 冒泡排序
• 直接插入排序
• 選擇排序
• Shell排序

（一）冒泡排序法：

• 時間複雜度：O(n^2)
• 空間複雜度：O(1)
• 穩定性：穩定
  冒泡排序法的核心思想是將大的數據看作大的氣泡，小的數據看作小的氣泡，大的氣泡降下去，小的氣泡升上來。如圖：
  

如圖，對數組中元素進行第一次排序，使1浮上來，將8沉了下去。
代碼示例：

    public static void main(String[] args) {
        int[] array={2,5,8,3,1,6,7,4,9};
        for (int i = 0; i <array.length-1 ; i++) {
            for (int j = 0; j <array.length-1-i ; j++) {
                if(array[j]>array[j+1]) {
                    int tmp = array[j];
                    array[j] = array[j + 1];
                    array[j + 1] = tmp;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

（二）直接插入排序

• 越有序越快
• 時間複雜度：
  無序：o(n^2)
  有序：o(n)
• 空間複雜度：o(1)
• 穩定性：穩定 沒有出現跳躍式的交換
  直接插入排序核心思想是將第i個數字上拿出來給tmp,將j(i-1)上的數字與tmp比較，滿足（array[j]>tmp）時將array[j]上的數字賦給array[j+1] 然後j-1,再次判斷（array[j]>tmp），如果滿足，則將array[j]上的數字賦給array[j+1]，否則將tmp的值賦給array[j+1] ，如此i++,判斷所有數字;如圖：

public static void insertSort(int[] array){
    int tmp;
    for (int i = 1; i <array.length ; i++) {
        tmp=array[i];
        int j=0;
        for ( j = i-1; j >=0 ; j--) {
            if(array[j]>tmp){
                array[j+1]=array[j];
            }else{
                break;
            }
        }
        array[j+1]=tmp;
    }
}

（三）選擇排序

• 時間複雜度：o（n^2）
• 空間複雜度：o(1)
• 穩定性：不穩定

選擇排序與冒泡排序比較相似，所以在我們不熟悉冒泡排序的時候容易將冒泡排序寫成選擇排序，選擇排序的基本思想如圖：

代碼示例：

public static void selectSort(int[] array){
    int tmp=0;
    for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
        for (int j = i+1; j <array.length ; j++) {
            if(array[i]>array[j]){
                tmp=array[j];
                array[j]=array[i];
                array[i]=tmp;
            }
        }
    }
    System.out.println(Arrays.toString(array));
}

（四）shell排序

• 時間複雜度：O(n^1.3 – ^1.5)
• 空間複雜度：O(1)
• 穩定性：不穩定

特點：

• 快速
• 增量序列： 總爲質數 即除了它本身和1沒有其他因子
  shell排序的思想是先分組，進行組內插入排序。如圖：
  

代碼示例：

public class shellSort {
    public static void shell(int[] array, int gap) {
        int tmp = 0;
        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            tmp = array[i];
            int j = 0;
            for (j = i - gap; j >= 0; j -= gap) {
                if (array[j] > tmp) {
                    array[j + gap] = array[j];
                } else {
                    break;
                }
            }
            array[j + gap] = tmp;
        }
    }

    public static void shellSort(int[] array) {
        int drr[] = {5, 3, 1};  //增量序列
        for (int i = 0; i < drr.length; i++) {
            shell(array, drr[i]);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {12, 7, 2, 8, 15, 67, 94, 34, 16, 13, 31, 27, 65, 82, 21};
        shellSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}