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用Java实现几种常见的排序算法

2006-09-02 596
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简介： 用Java语言实现的各种排序，包括插入排序、冒泡排序、选择排序、Shell排序、快速排序、归并排序、堆排序、SortUtil等。

用Java语言实现的各种排序，包括插入排序、冒泡排序、选择排序、Shell排序、快速排序、归并排序、堆排序、SortUtil等。

　　插入排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2006-9-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class InsertSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　/* (non-Javadoc)
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　int temp;
　　　　for(int i=1;i for(int j=i;(j>0)&&(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);
　　　}
　　}

　　冒泡排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2006-9-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class BubbleSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　/* (non-Javadoc)
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　int temp;
　　　　for(int i=0;i for(int j=data.length-1;j>i;j--)
　　　　{
　　　　　if(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);
　　　　}
　　　}
　　}

　　选择排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2009-2-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class SelectionSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　/*
　　　* (non-Javadoc)
　　　*
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　int temp;
　　　　for (int i = 0; i < data.length; i++)
　　　　{
　　　　　int lowIndex = i;
　　　　　for (int j = data.length - 1; j >i; j--)
　　　　　{
　　　　　　if (data[j] < data[lowIndex])
　　　　　　{
　　　　　　　lowIndex = j;
　　　　　　}
　　　　　}
　　　　　SortUtil.swap(data,i,lowIndex);
　　　　}
　　　}
　　}

Shell排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2009-2-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class ShellSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　/* (non-Javadoc)
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　for(int i=data.length/2;i>2;i/=2)
　　　　{
　　　　　for(int j=0;j insertSort(data,j,i);
　　　　}
　　　}
　　　insertSort(data,0,1);
　　}

　　/**
　　* @param data
　　* @param j
　　* @param i
　　*/
　　private void insertSort(int[] data, int start, int inc)
　　{
　　　int temp;
　　　for(int i=start+inc;i for(int j=i;(j>=inc)&&(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-inc);
　　}

　　快速排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2009-2-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class QuickSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　/* (non-Javadoc)
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　quickSort(data,0,data.length-1);
　　　}
　　　private void quickSort(int[] data,int i,int j)
　　　{
　　　　int pivotIndex=(i+j)/2;
　　　　//swap
　　　　SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);
　　　　int k=partition(data,i-1,j,data[j]);
　　　　SortUtil.swap(data,k,j);
　　　　if((k-i)>1) quickSort(data,i,k-1);
　　　　if((j-k)>1) quickSort(data,k+1,j);
　　　}
　　　/**
　　　* @param data
　　　* @param i
　　　* @param j
　　　* @return
　　　*/
　　　private int partition(int[] data, int l, int r,int pivot)
　　　{
　　　　do
　　　　{
　　　　　while(data[++l] while((r!=0)&&data[--r]>pivot);
　　　　　SortUtil.swap(data,l,r);
　　　　}
　　　　while(l SortUtil.swap(data,l,r);
　　　　return l;
　　　}
　　}

　　改进后的快速排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2006-9-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class ImprovedQuickSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　private static int MAX_STACK_SIZE=4096;
　　　private static int THRESHOLD=10;
　　　/* (non-Javadoc)
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　int[] stack=new int[MAX_STACK_SIZE];
　　　　int top=-1;
　　　　int pivot;
　　　　int pivotIndex,l,r;
　　　　stack[++top]=0;
　　　　stack[++top]=data.length-1;
　　　　while(top>0)
　　　　{
　　　　　int j=stack[top--];
　　　　　int i=stack[top--];
　　　　　pivotIndex=(i+j)/2;
　　　　　pivot=data[pivotIndex];
　　　　　SortUtil.swap(data,pivotIndex,j);
　　　　　//partition
　　　　　l=i-1;
　　　　　r=j;
　　　　　do
　　　　　{
　　　　　　while(data[++l] while((r!=0)&&(data[--r]>pivot));
　　　　　　SortUtil.swap(data,l,r);
　　　　　}
　　　　　while(l SortUtil.swap(data,l,r);
　　　　　SortUtil.swap(data,l,j);
　　　　　if((l-i)>THRESHOLD)
　　　　　{
　　　　　　stack[++top]=i;
　　　　　　stack[++top]=l-1;
　　　　　}
　　　　　if((j-l)>THRESHOLD)
　　　　　{
　　　　　　stack[++top]=l+1;
　　　　　　stack[++top]=j;
　　　　　}
　　　　}
　　　　//new InsertSort().sort(data);
　　　　insertSort(data);
　　　}
　　　/**
　　　* @param data
　　　*/
　　　private void insertSort(int[] data)
　　　{
　　　　int temp;
　　　　for(int i=1;i for(int j=i;(j>0)&&(data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);
　　　}
　　}
归并排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2006-9-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class MergeSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　/* (non-Javadoc)
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　int[] temp=new int[data.length];
　　　　mergeSort(data,temp,0,data.length-1);
　　　}
　　　private void mergeSort(int[] data,int[] temp,int l,int r)
　　　{
　　　　int mid=(l+r)/2;
　　　　if(l==r) return ;
　　　　mergeSort(data,temp,l,mid);
　　　　mergeSort(data,temp,mid+1,r);
　　　　for(int i=l;i<=r;i++){
　　　　temp[i]=data[i];
　　　}
　　　int i1=l;
　　　int i2=mid+1;
　　　for(int cur=l;cur<=r;cur++)
　　　{
　　　　if(i1==mid+1)
　　　　data[cur]=temp[i2++];
　　　　else if(i2>r)
　　　　data[cur]=temp[i1++];
　　　　else if(temp[i1] data[cur]=temp[i1++];
　　　　else
　　　　data[cur]=temp[i2++];
　　　}
　　}
　
　　改进后的归并排序:

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2006-9-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class ImprovedMergeSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　private static final int THRESHOLD = 10;
　　　/*
　　　* (non-Javadoc)
　　　*
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　int[] temp=new int[data.length];
　　　　mergeSort(data,temp,0,data.length-1);
　　　}
　　　private void mergeSort(int[] data, int[] temp, int l, int r)
　　　{
　　　　int i, j, k;
　　　　int mid = (l + r) / 2;
　　　　if (l == r)
　　　　return;
　　　　if ((mid - l) >= THRESHOLD)
　　　　mergeSort(data, temp, l, mid);
　　　　else
　　　　insertSort(data, l, mid - l + 1);
　　　　if ((r - mid) >THRESHOLD)
　　　　mergeSort(data, temp, mid + 1, r);
　　　　else
　　　　insertSort(data, mid + 1, r - mid);
　　　　for (i = l; i <= mid; i++)
　　　　{
　　　　　temp[i] = data[i];
　　　　}
　　　　for (j = 1; j <= r - mid; j++)
　　　　{
　　　　　temp[r - j + 1] = data[j + mid];
　　　　}
　　　　int a = temp[l];
　　　　int b = temp[r];
　　　　for (i = l, j = r, k = l; k <= r; k++)
　　　　{
　　　　　if (a < b)
　　　　　{
　　　　　　data[k] = temp[i++];
　　　　　　a = temp[i];
　　　　　}
　　　　　else
　　　　　{
　　　　　　data[k] = temp[j--];
　　　　　　b = temp[j];
　　　　　}
　　　　}
　　　}

　　　/**
　　　* @param data
　　　* @param l
　　　* @param i
　　　*/
　　　private void insertSort(int[] data, int start, int len)
　　　{
　　　　for(int i=start+1;i for(int j=i;(j>start) && data[j] SortUtil.swap(data,j,j-1);
　　　}
　　}
堆排序：

　　package org.rut.util.algorithm.support;
　　import org.rut.util.algorithm.SortUtil;
　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2006-9-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class HeapSort implements SortUtil.Sort
　　{
　　　/* (non-Javadoc)
　　　* @see org.rut.util.algorithm.SortUtil.Sort#sort(int[])
　　　*/
　　　public void sort(int[] data)
　　　{
　　　　MaxHeap h=new MaxHeap();
　　　　h.init(data);
　　　　for(int i=0;i h.remove();
　　　　System.arraycopy(h.queue,1,data,0,data.length);
　　　}
　　　private static class MaxHeap
　　　{
　　　　void init(int[] data)
　　　　{
　　　　　this.queue=new int[data.length+1];
　　　　　for(int i=0;i queue[++size]=data[i];
　　　　　fixUp(size);
　　　　}
　　　}
　　　private int size=0;
　　　private int[] queue;
　　　public int get()
　　　{
　　　　return queue[1];
　　　}
　　　public void remove()
　　　{
　　　　SortUtil.swap(queue,1,size--);
　　　　fixDown(1);
　　　}
　　　//fixdown
　　　private void fixDown(int k)
　　　{
　　　　int j;
　　　　while ((j = k << 1) <= size)
　　　　{
　　　　　if (j < size && queue[j] j++;
　　　　　if (queue[k]>queue[j]) //不用交换
　　　　　break;
　　　　　SortUtil.swap(queue,j,k);
　　　　　k = j;
　　　　}
　　　}
　　　private void fixUp(int k)
　　　{
　　　　while (k >1)
　　　　{
　　　　　int j = k >>1;
　　　　　if (queue[j]>queue[k])
　　　　　break;
　　　　　SortUtil.swap(queue,j,k);
　　　　　k = j;
　　　　}
　　　}
　　}

　　SortUtil：

　　package org.rut.util.algorithm;
　　import org.rut.util.algorithm.support.BubbleSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.HeapSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedMergeSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.ImprovedQuickSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.InsertSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.MergeSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.QuickSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.SelectionSort;
　　import org.rut.util.algorithm.support.ShellSort;

　　/**
　　* @author treeroot
　　* @since 2006-9-2
　　* @version 1.0
　　*/
　　public class SortUtil
　　{
　　　public final static int INSERT = 1;
　　　public final static int BUBBLE = 2;
　　　public final static int SELECTION = 3;
　　　public final static int SHELL = 4;
　　　public final static int QUICK = 5;
　　　public final static int IMPROVED_QUICK = 6;
　　　public final static int MERGE = 7;
　　　public final static int IMPROVED_MERGE = 8;
　　　public final static int HEAP = 9;
　　　public static void sort(int[] data)
　　　{
　　　　sort(data, IMPROVED_QUICK);
　　　}
　　　private static String[] name=
　　　{
　　　　"insert", "bubble", "selection", "shell", "quick", "improved_quick", "merge", "improved_merge", "heap"
　　　};
　　　private static Sort[] impl=new Sort[]
　　　{
　　　　new InsertSort(),
　　　　new BubbleSort(),
　　　　new SelectionSort(),
　　　　new ShellSort(),
　　　　new QuickSort(),
　　　　new ImprovedQuickSort(),
　　　　new MergeSort(),
　　　　new ImprovedMergeSort(),
　　　　new HeapSort()
　　　};
　　　public static String toString(int algorithm)
　　　{
　　　　return name[algorithm-1];
　　　}
　　　public static void sort(int[] data, int algorithm)
　　　{
　　　　impl[algorithm-1].sort(data);
　　　}
　　　public static interface Sort
　　　{
　　　　public void sort(int[] data);
　　　}
　　　public static void swap(int[] data, int i, int j)
　　　{
　　　　int temp = data[i];
　　　　data[i] = data[j];
　　　　data[j] = temp;
　　　}
　　}

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