冒泡排序（Bubble Sort）
冒泡排序是一种简单的排序算法，其基本思想是不断地交换相邻的元素，使较大的元素慢慢“冒泡”到数组的末尾。
- 实现步骤：
从数组的第一个元素开始，逐个比较相邻元素，若前者大于后者则交换位置。
重复进行上述操作，直到没有交换发生，说明数组已经有序。 - 使用场景
冒泡排序是一种简单的排序算法，适用于小规模的数据集。 当数据集规模较小时，冒泡排序的性能损耗相对较小，且实现简单 - 时间复杂度
最坏时间复杂度：O(n^2)
最好时间复杂度：O(n)（当数据已经有序时）
平均时间复杂度：O(n^2) - 实现代码
public class BubbleSort { public static void bubbleSort(int[] arr) { int n = arr.length; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { // 每次遍历找到未排序部分的最大元素，将其“冒泡”到末尾 for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } } public static void main(String[] args) { int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; bubbleSort(arr); System.out.print("冒泡排序结果: "); for (int num : arr) { System.out.print(num + " "); } } }
插入排序（Insertion Sort）
插入排序是一种简单而有效的排序算法，它通过构建有序序列，将未排序的元素逐个插入到合适的位置。
- 实现步骤：
将第一个元素视为已排序序列，从第二个元素开始，逐个与已排序序列比较，找到合适的插入位置。
插入元素到合适位置后，已排序序列右移，为新元素腾出位置。
重复上述操作，直到所有元素有序。 - 使用场景
插入排序对于“几乎有序”的数据集效果很好，因为它只需要少量的操作即可将元素插入到正确位置。
对于小规模数据集，插入排序是一个较好的选择。 - 时间复杂度
最坏时间复杂度：O(n^2)
最好时间复杂度：O(n)（当数据已经有序时）
平均时间复杂度：O(n^2) - 实现代码
public class InsertionSort { public static void insertionSort(int[] arr) { int n = arr.length; for (int i = 1; i < n; i++) { int key = arr[i]; int j = i - 1; // 逐个将比 key 大的元素向后移动，为 key 腾出插入位置 while (j >= 0 && key < arr[j]) { arr[j + 1] = arr[j]; j--; } arr[j + 1] = key; } } public static void main(String[] args) { int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; insertionSort(arr); System.out.print("插入排序结果: "); for (int num : arr) { System.out.print(num + " "); } } }
选择排序（Selection Sort）
选择排序是一种简单直观的排序算法，每次从未排序部分选择最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾。
- 实现步骤：
找到未排序部分的最小元素，与未排序部分的第一个元素交换位置。
已排序部分逐渐增长，重复执行步骤1，直到所有元素有序。 - 使用场景
选择排序适用于小规模数据集，因为它的性能不受数据是否部分有序的影响。
虽然选择排序的性能不如其他高级排序算法，但在某些情况下仍然是一个可行的选择。 - 时间复杂度
最坏时间复杂度：O(n^2)
最好时间复杂度：O(n^2)
平均时间复杂度：O(n^2) - 实现代码
public class SelectionSort { public static void selectionSort(int[] arr) { int n = arr.length; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { int minIndex = i; // 找到未排序部分的最小元素的索引 for (int j = i + 1; j < n; j++) { if (arr[j] < arr[minIndex]) { minIndex = j; } } // 将最小元素与未排序部分的第一个元素交换位置 int temp = arr[minIndex]; arr[minIndex] = arr[i]; arr[i] = temp; } } public static void main(String[] args) { int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; selectionSort(arr); System.out.print("选择排序结果: "); for (int num : arr) { System.out.print(num + " "); } } }
快速排序（Quick Sort）
快速排序是一种高效的分治排序算法，通过将数组分成较小和较大的两部分，分别对它们进行排序。
- 实现步骤：
选择一个基准元素，将数组分为比基准小和比基准大的两部分。
递归地对两个子数组进行快速排序。
合并已排序的子数组和基准元素，得到最终有序数组。 - 使用场景
快速排序适用于大规模数据集，尤其是在平均情况下它具有很高的性能。
在大多数实际应用中，快速排序是首选的排序算法，因为它通常比其他排序算法更快。 - 时间复杂度
最坏时间复杂度：O(n^2)
最好时间复杂度：O(n log n)
平均时间复杂度：O(n log n) - 实现代码
public class QuickSort { public static int[] quickSort(int[] arr) { if (arr.length <= 1) { return arr; } int pivot = arr[arr.length / 2]; List<Integer> left = new ArrayList<>(); List<Integer> middle = new ArrayList<>(); List<Integer> right = new ArrayList<>(); for (int num : arr) { if (num < pivot) { left.add(num); } else if (num == pivot) { middle.add(num); } else { right.add(num); } } int[] sortedLeft = quickSort(left.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray()); int[] sortedRight = quickSort(right.stream().mapToInt(Integer::intValue).toArray()); int[] result = new int[arr.length]; System.arraycopy(sortedLeft, 0, result, 0, sortedLeft.length); for (int i = 0; i < middle.size(); i++) { result[sortedLeft.length + i] = middle.get(i); } System.arraycopy(sortedRight, 0, result, sortedLeft.length + middle.size(), sortedRight.length); return result; } public static void main(String[] args) { int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; int[] sortedArr = quickSort(arr); System.out.print("快速排序结果: "); for (int num : sortedArr) { System.out.print(num + " "); } } }
上述代码的排序结果均为：
排序结果: 11 12 22 25 34 64 90
在选择排序算法时，需要根据数据集的规模、数据的有序性以及对排序稳定性的要求来进行合适的选择。在实际开发中，可能会根据具体情况选择不同的排序算法来满足需求。
后记 👉👉💕💕美好的一天，到此结束，下次继续努力！欲知后续，请看下回分解，写作不易，感谢大家的支持！！ 🌹🌹🌹
