Java实现基本排序算法

主要参考严蔚敏的数据结构中的算法来实现。如果不明白 可以查看。

还参考如下链接中的类容。

  http://www.iteye.com/topic/1116214
  http://www.iteye.com/topic/547734
  http://www.iteye.com/topic/547735

如果想了解原理可以查看上述资料。现在就直接上代码

/**
 * http://www.iteye.com/topic/1116214
 * http://www.iteye.com/topic/547734
 * http://www.iteye.com/topic/547735
*/
public class Sort {

	private static Sort sort = null;
	private Sort() {
		
	}
	
	public static Sort getInstance() {
		if (sort == null) {
			sort = new Sort();
		}
		return sort;
	}
	
	private void move(int[] array, int from, int end) {
		for (int i = end; i >= from; i--) {
			array[i] = array[i - 1];
		}
	}
	
	  /** 
     * 交换数组中的两个元素的位置 
     * @param array 待交换的数组 
     * @param i 第一个元素 
     * @param j 第二个元素 
     */  
    private void swap(int[] array, int i, int j) {  
        if (i != j) {//只有不是同一位置时才需交换  
            int tmp = array[i];  
            array[i] = array[j];  
            array[j] = tmp;  
        }  
    }  
	
	public void display(int[] array) {
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			System.out.print("  " + array[i]);
		}
		System.out.println();
	}
	
	 public void insertSort(int[] array) {
		 for (int i = 1; i < array.length; i++) {
			 int temp = array[i];
			 for (int j = 0; j < i; j++) {
				 if (array[i] < array[j]) {
					 move(array, j, i);
					 array[j] = temp;
				 }
			 }
		 }
	 }
	 
	 private void shellInsert(int[] array, int step) {
		 for(int i = step + 1; i < array.length; i++) {
			 if (array[i] < array[i - step]) {
				 int temp = array[i];
				 int j = -1;
				 for (j = i - step; j > 0 && temp < array[j]; j = j - step) {
					 array[j + step] = array[j];
				 }
				 array[j + step] = temp;
			 }
		 }
	 }
	 
	 public void shellSort(int[] array, int[] steps) {
		 for(int k = 0; k < steps.length; k++) {
			 shellInsert(array, steps[k]);
		 }
	 }
	 
	 /*
	  * 结束条件：在一趟排序过程中没有进行过交换记录的操作。
	  * **/
	 public void bubbleSort(int[] array) {
		 display(array);
		 for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			 boolean hasSwap = false;
			 for (int j = 1; j < array.length - i; j++) {
				 if (array[j] < array[j - 1]) {
					 swap(array, j, j - 1);
					 hasSwap = true;
				 }
			 }
			 display(array);
			 if (!hasSwap) {
				 return;
			 }
		 }
	 }
	 
	 /*
	  * 交换数组中[low, high]的记录，枢轴记录到位，并返回其所在的位置。
	  * 此时，在它之前（后）的记录均不大（小）于它。
	  * **/
	 private int partition(int[] array, int low, int high) {
		 int temp = array[low];
		 while(low < high) {
			 while (low < high && array[high] >= temp) {
				 --high;
			 }
			 array[low] = array[high];
			 while (low < high && array[low] <=  temp) {
				 ++low;
			 }
			 array[high] = array[low];
		 }
		 array[low] = temp;
		 return low;
	 }
	 
	 private void qSort(int[] array, int low, int high) {
		 if (low < high) {
			 int mid = partition(array, low, high);
			 qSort(array, low, mid - 1);
			 qSort(array, mid + 1, high);
		 }
	 }
	 
	 public void quickSort(int[] array) {
		 qSort(array, 0, array.length - 1);
	 }
	 
	 public void selectSort(int[] array) {
		 for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			 for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
				 if (array[i] > array[j]) {
					 swap(array, i, j);
				 }
			 }
		 }
	 }
	 
	 /*
	  * n个元素的序列{k1,k2,k3,...,kn}当且仅当满足下面关系时，称之为堆。
	  * 
	  * ki <= k2i 且 ki <= k2i + 1
	  * 
	  * 或
	  * 
	  * ki >= 2i 且  ki >= k2i + 1
	  * 
	  * 可以将数组看成一个完全二叉树。
	  * 
	  * **/
	 private void heapAdjust(int array[], int start, int end) {
		 // 已知array[start,end]中除array[start]之外均满足堆的定义，本函数调整
		 // array[start],使array[start, end]成为一个大顶堆。
		 int temp = array[start];
		 for (int i = 2 * start + 1; i <= end; i = i * 2 + 1) {     // 沿较大的孩子节点向下筛选
			 if (i + 1 <= end && array[i] < array[i + 1]) { // i 为较大的记录的下标
				 i++;                                  
			 }
			 
			 if(temp >= array[i]) {
				 // 如果大于两个子节点中较大的则结束。
				 break;
			 }
			 array[start] = array[i];
			 start = i;                               // temp 应该插在start
		 }
		 array[start] = temp;
	 }
	 
	 public void heapSort(int array[]) {
		 display(array);
		 for (int i = (array.length -1) / 2; i >= 0; i--) {
			 // 将数组建成大顶堆
			 // 从最后一个非终端节点开始
			 heapAdjust(array, i, array.length -1);
		 }
		 System.out.println("大堆： ");
		 display(array);
		 
		 for (int i = array.length - 1; i > 0; i--) {
			 swap(array, 0, i);
			 heapAdjust(array, 0, i - 1);
		 }
	 }
	 
}

public class Main {
	static int[] array = { 10, 1, 3, 7, 5, 4, 10, 8, 9, 2, 6};
//	static int[] arrayTest = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	static int[] steps = { 7, 3, 1 };
	private static Sort sort = null;

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		sort = Sort.getInstance();
		// 插入排序
//		sort.insertSort(array);
//		sort.display(array);
		
//		sort.shellSort(array, steps);
//		sort.display(array);
		
		
		// 交换排序
//		sort.bubbleSort(array);
//		sort.display(array);
		
//		sort.quickSort(array);
//		sort.display(array);
		
//		sort.selectSort(array);
//		sort.display(array);
		
		sort.heapSort(array);
		sort.display(array);
	}
}