簡言：
排序算法可以分爲內部排序和外部排序。
內部排序是數據記錄在內存中進行排序。
外部排序是因排序的數據很大，一次不能容納全部的排序記錄，在排序過程中需要訪問外存。
常見的內部排序算法有：插入排序、希爾排序、選擇排序、冒泡排序、歸併排序、快速排序、堆排序、基數排序等。
2. 各種排序的穩定性：
穩定性的排序有：冒泡排序，插入排序，歸併排序，基數排序。
不穩定的排序有：選擇排序，快速排序，希爾排序，堆排序。
1） 冒泡排序
代碼展示：
public static void main(java.lang.String[] args) {
//定義一個數組
int[] arr = {12,24,34,1,43,6,8,15};
/**
* 通過循環的方式 倆倆比較
* */
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
}
}
}
String result = "";
for(int i = 0;i<arr.length;i++){
result += arr[i]+",";
}
System.out.println("排序結果：" +result);
}
運行結果：
冒泡排序思想：
比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大，就交換他們兩個。
對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結尾的最後一對。這步做完後，最後的元素會是最大的數。
針對所有的元素重複以上的步驟，除了最後一個。
持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟，直到沒有任何一對數字需要比較。
2）選擇排序
代碼展示：
public static void main(java.lang.String[] args) {
//定義一個數組
int[] arr = {12,24,34,1,43,6,8,15};
// 總共要經過 N-1 輪比較
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
//定義一個最小值
int min = i;
// 每輪需要比較的次數 N-i
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[j] < arr[min]) {
// 將找到的最小值複製給定義的最小值
min = j;
}
}
// 將找到的最小值和i位置所在的值進行交換
if (i != min) {
int tmp = arr[i];
arr[i] = arr[min];
arr[min] = tmp;
}
}
String result = "";
for(int i = 0;i<arr.length;i++){
result += arr[i]+",";
}
System.out.println("排序結果：" +result);
}
運行結果：
選擇排序思想：
在爲排序中找到最小的元素，存放到排序序列的最初位置，在從生育爲排序中找到最小的元素，重複第二步，知道所有元素排序完畢。
3） 插入排序
代碼展示：
public static void main(java.lang.String[] args) {
//定義一個數組
int[] arr = {12,24,34,1,43,6,8,15};
// 從下標爲1的元素開始選擇合適的位置插入
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
// 記錄要插入的數據
int tmp = arr[i];
// 從已經排序的序列最右邊的開始比較，找到比其小的數
int j = i;
while (j > 0 && tmp < arr[j - 1]) {
arr[j] = arr[j - 1];
j--;
}
// 存在比其小的數，插入
if (j != i) {
arr[j] = tmp;
}
}
String result = "";
for(int i = 0;i<arr.length;i++){
result += arr[i]+",";
}
System.out.println("排序結果：" +result);
}
運行結果：
插入排序思想：
從起始位置一次掃描未排序序列到末尾，將掃描到的每個元素插入有序序列的適當位置，
4） 快速排序
代碼展示：
public static void main(java.lang.String[] args) {
//定義一個數組
int[] arr = {12,24,34,1,43,6,8,15};
int[] ints = quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
String result = "";
for(int i = 0;i<ints.length;i++){
result += ints[i]+",";
}
System.out.println("排序結果：" +result);
}
private static int[] quickSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int partitionIndex = partition(arr, left, right);
quickSort(arr, left, partitionIndex - 1);
quickSort(arr, partitionIndex + 1, right);
}
return arr;
}
private static int partition(int[] arr, int left, int right) {
// 設定基準值（pivot）
int pivot = left;
int index = pivot + 1;
for (int i = index; i <= right; i++) {
if (arr[i] < arr[pivot]) {
swap(arr, i, index);
index++;
}
}
swap(arr, pivot, index - 1);
return index - 1;
}
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
運行結果：
快速排序思想：
從數列中挑出一個元素，稱爲基準。重新排序數列，所有元素比基準值小的放在基準前面，所有元素比基準值大的擺放在基準的後邊，然後遞歸的把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序
5）堆排序
代碼展示：
public static void main(java.lang.String[] args) throws Exception {
//定義一個數組
int[] arr = {12,24,34,1,43,6,8,15};
int[] sort = sort(arr);
String result = "";
for(int i = 0;i<sort.length;i++){
result += sort[i]+",";
}
System.out.println("排序結果：" +result);
}
public static int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
// 對 arr 進行拷貝，不改變參數內容
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
int len = arr.length;
buildMaxHeap(arr, len);
for (int i = len - 1; i > 0; i--) {
swap(arr, 0, i);
len--;
heapify(arr, 0, len);
}
return arr;
}
private static void buildMaxHeap(int[] arr, int len) {
for (int i = (int) Math.floor(len / 2); i >= 0; i--) {
heapify(arr, i, len);
}
}
private static void heapify(int[] arr, int i, int len) {
int left = 2 * i + 1;
int right = 2 * i + 2;
int largest = i;
if (left < len && arr[left] > arr[largest]) {
largest = left;
}
if (right < len && arr[right] > arr[largest]) {
largest = right;
}
if (largest != i) {
swap(arr, i, largest);
heapify(arr, largest, len);
}
}
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
運行結果：
堆排序思想：
創建一個堆，把堆首和尾互換，把堆的尺寸縮小1，並調用shift_down（0），把新的數組頂端數據調整到相應位置。
重複步驟，知道堆的尺寸爲1.
6.計數排序
代碼展示：
public static void main(java.lang.String[] args) throws Exception {
//定義一個數組
int[] arr = {12,24,34,1,43,6,8,15};
int[] sort = sort(arr);
String result = "";
for(int i = 0;i<sort.length;i++){
result += sort[i]+",";
}
System.out.println("排序結果：" +result);
}
public static int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
// 對 arr 進行拷貝，不改變參數內容
int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
int maxValue = getMaxValue(arr);
return countingSort(arr, maxValue);
}
private static int[] countingSort(int[] arr, int maxValue) {
int bucketLen = maxValue + 1;
int[] bucket = new int[bucketLen];
for (int value : arr) {
bucket[value]++;
}
int sortedIndex = 0;
for (int j = 0; j < bucketLen; j++) {
while (bucket[j] > 0) {
arr[sortedIndex++] = j;
bucket[j]--;
}
}
return arr;
}
private static int getMaxValue(int[] arr) {
int maxValue = arr[0];
for (int value : arr) {
if (maxValue < value) {
maxValue = value;
}
}
return maxValue;
}
運行結果：
計數排序思想：
花O(n)的時間掃描一下整個序列 A，獲取最小值 min 和最大值 max
開闢一塊新的空間創建新的數組 B，長度爲 ( max - min + 1)
數組 B 中 index 的元素記錄的值是 A 中某元素出現的次數
最後輸出目標整數序列，具體的邏輯是遍歷數組 B，輸出相應元素以及對應的個數
