java版十大排序经典算法:完整代码(4)

2024-04-02 19:04:59 951人浏览独家记忆

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摘要

目录计数排序完整代码：桶排序完整代码：基数排序完整代码：完整测试类总结计数排序简单解释：这个排序算法看名字也很好理解，就是就是额外找个数组来计数，然后在这个数组从小到大或从大到小

计数排序

简单解释：这个排序算法看名字也很好理解，就是就是额外找个数组来计数，然后在这个数组从小到大或从大到小把数取出来即可。

完整代码：


package com.keafmd.Sequence;

public class CountSort {
    public static void countSort(int[]arr){
        countSort(arr,true);
    }
    public static void countSort(int[]arr,boolean ascending){
        int d,min=arr[0],max=arr[0];
        //找出最大、最小值
        for(int i=0;i< arr.length;i++){
            if(arr[i]<min){
                min =arr[i];
            }
            if(arr[i]>max){
                max = arr[i];
            }
        }
        //建立一个用于计数的数组
        d = min;
        int[] count_map = new int[max-min+1];
        for(int i=0;i< arr.length;i++){
            count_map[arr[i]-d]++;
        }
        int k =0;
        if(ascending){
            for(int i=0;i< arr.length;){
                if(count_map[k]>0){
                    arr[i] = k+d;
                    i++;
                    count_map[k]--;
                }else
                    k++;
            }
        }else {
            for(int i=arr.length-1;i>=0;){
                if(count_map[k]>0){
                    arr[i] = k+d;
                    i--;
                    count_map[k]--;
                }else
                    k++;
            }
        }
    }
}

桶排序

简单解释：就是把一个数组分成几个桶（其实是几个区间，从小到大或从大到小的几个区间）装，然后让每个桶（区间）有序，然后取出来放一起就可以了，相当于把几个有序的段拿出来放一起，自然还是有序的，当然需要是按照区间的顺序拿了。

完整代码：


package com.keafmd.Sequence;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;

public class BucketSort {
    public static void bucketSort(int[] arr){
        bucketSort(arr,true);
    }
    public static void bucketSort(int[] arr,boolean ascending){
        if(arr==null||arr.length==0){
            return;
        }
        //计算最大值与最小值
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            max = Math.max(arr[i],max);
            min = Math.min(arr[i],min);
        }
        //计算桶的数量
        int bucketNUm = (max-min)/ arr.length+1;
        ArrayList<ArrayList<Integer>> bucketArr = new ArrayList<>(bucketNUm);
        for(int i=0;i<bucketNUm;i++){
            bucketArr.add(new ArrayList<>());
        }
        //将每个元素放入桶中
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            int num = (arr[i]-min)/ (arr.length);
            bucketArr.get(num).add(arr[i]);
        }
        //对每个桶进行排序
        for (int i = 0; i < bucketArr.size(); i++) {
            //用系统的排序，速度肯定没话说
            Collections.sort(bucketArr.get(i));
        }
        //将桶中元素赋值到原序列
        int index;
        if(ascending){
            index=0;
        }else{
            index=arr.length-1;
        }
        for(int i=0;i<bucketArr.size();i++){
            for(int j= 0;j<bucketArr.get(i).size();j++){
                arr[index] = bucketArr.get(i).get(j);
                if(ascending){
                    index++;
                }else{
                    index--;
                }
            }
        }
    }
}

基数排序

简单解释：首先说一下，我发现好多人写的基数排序只能排序正整数，其实只要处理下就可以排序含有负数的了，就是我们排序前先把所有的数整体变大（就是减上最小的负数，也就是加了），都变成正数，然后排序好之后，在减下来（加上最小的负数，也就减了）就好了。基数排序就是按数位排序可分为LSD（从最低位[也就是个位]开始排序）和MSD（从最高位开始排序），下面写的事LSD基数排序。基数排序就是把数按位考虑，让后我们一位数只能是[0，9]，就是我们在考虑某位（个位、百位· · ·）的时候就只看这个位的数，放到在[0，9]相应的位置，然后顺序取出，最后再按其它位这样操作（上面说了要不从低位开始到高位，要不就是从高位到低位）

完整代码：


package com.keafmd.Sequence;

public class RadixSort {
    public static void radixSort(int[] arr){
        radixSort(arr,true);
    }
    public static void radixSort(int[]arr,boolean ascending){
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        int min = Integer.MAX_VALUE;
        //求出最大值、最小值
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            max = Math.max(max, arr[i]);
            min = Math.min(min, arr[i]);
        }
        if (min<0) {	//如果最小值小于0，那么把每个数都减去最小值，这样可以保证最小的数是0
            for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
                arr[i] -= min;
            }
            max -= min; //max也要处理！
        }
        //很巧妙求出最大的数有多少位
        int maxLength = (max+"").length();
        int[][] bucket = new int[10][arr.length]; //一个二维数组，一维代表0到9，二维存放符合数
        int[] bucketElementCount = new int[10]; // 用于记录0到9某位存在数字的个数
        for (int i = 0 ,n = 1 ; i < maxLength ; i++,n*=10) { //个位 十位 百位 这样遍历
            for (int j = 0; j < arr.length ; j++) {
                int value = arr[j]/n % 10;
                bucket[value][bucketElementCount[value]] = arr[j];
                bucketElementCount[value]++;
            }
            //升序
            if(ascending) {
                int index = 0;
                //从左到右，从下到上取出每个数
                for (int j = 0; j < bucketElementCount.length; j++) {
                    if (bucketElementCount[j] != 0) {
                        for (int k = 0; k < bucketElementCount[j]; k++) {
                            arr[index] = bucket[j][k];
                            index++;
                        }
                    }
                    bucketElementCount[j] = 0;
                }
            }else { // 降序
                int index=0;
                //从右到左，从下到上取出每个数
                for (int j = bucketElementCount.length-1; j >=0; j--) {
                    if (bucketElementCount[j] != 0) {
                        for (int k = 0; k <bucketElementCount[j]; k++) {
                            arr[index] = bucket[j][k];
                            index++;
                        }
                    }
                    bucketElementCount[j] = 0;
                }
            }

            

        }
        if (min<0){
            for (int i = 0; i < arr.length ; i++) {
                arr[i] += min;
            }
        }
    }
}

完整测试类


package com.keafmd.Sequence;
import java.util.*;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.Stream;

public class Sort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = {12, 4, 25, 47, 58, 34, 25, 9, 99, 26, 1, -13, 162, 10093, -66, -1};
//        int[] nums = {12, 43,56,42,26,11};
        int[] temparr;
        //利用系统Collections.sort方法进行对比
        //将int数组转换为Integer数组
        //1、先将int数组转换为数值流
        temparr = nums.clone();
        IntStream stream = Arrays.stream(temparr);
        //2、流中的元素全部装箱，转换为流 ---->int转为Integer
        Stream<Integer> integerStream = stream.boxed();
        //3、将流转换为数组
        Integer[] integers = integerStream.toArray(Integer[]::new);
        //把数组转为List
        List<Integer> tempList = new ArrayList<>(Arrays.asList(integers));
        //使用Collections.sort()排序
        System.out.println("使用系统的Collections.sort()的对比:");
        //Collections.sort
        Collections.sort(tempList, new Comparator<Integer>() {
            @Override
            public int compare(Integer o1, Integer o2) {
                return o1-o2;
                //return o2-o1;
            }
        });
        //tempList.sort 也可以排序
       
        //遍历输出结果
        for (Integer integer : tempList) {
            System.out.print(integer+" ");
        }
        System.out.println();
        //测试冒泡排序
        System.out.println("测试冒泡排序:");
        temparr = nums.clone();
        BubbleSort.bubbleSort(temparr);
        //降序
        //BubbleSort.bubbleSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //测试快速排序
        System.out.println("测试快速排序:");
        temparr = nums.clone();
        QuickSort.quickSort(temparr);
        //QuickSort.quickSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //测试直接选择排序
        System.out.println("测试直接选择排序:");
        temparr = nums.clone();
        SelectSort.selectSort(temparr);
        //SelectSort.selectSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //测试堆排序
        System.out.println("测试堆排序:");
        temparr = nums.clone();
        HeapSort.heapSort(temparr);
        //HeapSort.heapSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //测试归并排序
        System.out.println("测试归并排序:");
        temparr = nums.clone();
        MergeSort.mergeSort(temparr);
        //MergeSort.mergeSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //测试插入排序
        System.out.println("测试插入排序:");
        temparr = nums.clone();
        StraghtInsertSort.straghtInsertSort(temparr);
        //StraghtInsertSort.straghtInsertSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();

        //测试希尔排序
        System.out.println("测试希尔排序:");
        temparr = nums.clone();
        shellSort.shellSort(temparr);
        //ShellSort.shellSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();

        //测试计数排序
        System.out.println("测试计数排序:");
        temparr = nums.clone();
        CountSort.countSort(temparr);
        //CountSort.countSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();

        //测试桶排序
        System.out.println("测试桶排序:");
        temparr = nums.clone();
        BucketSort.bucketSort(temparr);
        //BucketSort.bucketSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        //测试基数排序
        System.out.println("测试基数排序:");
        temparr = nums.clone();
        RadixSort.radixSort(temparr);
        //RadixSort.radixSort(temparr,false);
        for (int i = 0; i < temparr.length; i++) {
            System.out.print(temparr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}