為了便于管理，先引入個基礎類：
package algorithms;
/**
* @author yovn
*
*/
public abstract class Sorter<E extends Comparable<E>> {
public abstract void sort(E[] array,int from ,int len);
public final void sort(E[] array)
{
sort(array,0,array.length);
}
protected final void swap(E[] array,int from ,int to)
{
E tmp=array[from];
array[from]=array[to];
array[to]=tmp;
}
}
一 插入排序
該算法在數據規模小的時候十分高效，該算法每次插入第K+1到前K個有序數組中一個合適位置，K從0開始到N-1,從而完成排序：
package algorithms;
/**
* @author yovn
*/
public class InsertSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {
/* (non-Javadoc)
* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)
*/
public void sort(E[] array, int from, int len) {
E tmp=null;
for(int i=from+1;i<from+len;i++)
{
tmp=array[i];
int j=i;
for(;j>from;j--)
{
if(tmp.compareTo(array[j-1])<0)
{
array[j]=array[j-1];
}
else break;
}
array[j]=tmp;
}
}
}
二 冒泡排序
這可能是最簡單的排序算法了，算法思想是每次從數組末端開始比較相鄰兩元素，把第i小的冒泡到數組的第i個位置。i從0一直到N-1從而完成排序。（當然也可以從數組開始端開始比較相鄰兩元素，把第i大的冒泡到數組的第N-i個位置。i從0一直到N-1從而完成排序。)
package algorithms;
/**
* @author yovn
*
*/
public class BubbleSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {
private static boolean DWON=true;
public final void bubble_down(E[] array, int from, int len)
{
for(int i=from;i<from+len;i++)
{
for(int j=from+len-1;j>i;j--)
{
if(array[j].compareTo(array[j-1])<0)
{
swap(array,j-1,j);
}
}
}
}
public final void bubble_up(E[] array, int from, int len)
{
for(int i=from+len-1;i>=from;i--)
{
for(int j=from;j<i;j++)
{
if(array[j].compareTo(array[j+1])>0)
{
swap(array,j,j+1);
}
}
}
}
@Override
public void sort(E[] array, int from, int len) {
if(DWON)
{
bubble_down(array,from,len);
}
else
{
bubble_up(array,from,len);
}
}
}
三，選擇排序
選擇排序相對于冒泡來說，它不是每次發現逆序都交換，而是在找到全局第i小的時候記下該元素位置，最后跟第i個元素交換，從而保證數組最終的有序。
相對與插入排序來說，選擇排序每次選出的都是全局第i小的，不會調整前i個元素了。
package algorithms;
/**
* @author yovn
*
*/
public class SelectSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {
/* (non-Javadoc)
* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)
*/
@Override
public void sort(E[] array, int from, int len) {
for(int i=0;i<len;i++)
{
int smallest=i;
int j=i+from;
for(;j<from+len;j++)
{
if(array[j].compareTo(array[smallest])<0)
{
smallest=j;
}
}
swap(array,i,smallest);
}
}
}
四 Shell排序
Shell排序可以理解為插入排序的變種，它充分利用了插入排序的兩個特點：
1）當數據規模小的時候非常高效
2）當給定數據已經有序時的時間代價為O(N)
所以，Shell排序每次把數據分成若個小塊，來使用插入排序，而且之后在這若個小塊排好序的情況下把它們合成大一點的小塊，繼續使用插入排序，不停的合并小塊，知道最后成一個塊，并使用插入排序。
這里每次分成若干小塊是通過“增量” 來控制的，開始時增量交大，接近N/2,從而使得分割出來接近N/2個小塊，逐漸的減小“增量“最終到減小到1。
一直較好的增量序列是2^k-1,2^(k-1)-1,.....7,3,1,這樣可使Shell排序時間復雜度達到O(N^1.5)
所以我在實現Shell排序的時候采用該增量序列
package algorithms;
/**
* @author yovn
*/
public class ShellSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {
/* (non-Javadoc)
* Our delta value choose 2^k-1,2^(k-1)-1,
.7,3,1.
* complexity is O(n^1.5)
* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)
*/
@Override
public void sort(E[] array, int from, int len) {
//1.calculate the first delta value;
int value=1;
while((value+1)*2<len)
{
value=(value+1)*2-1;
}
for(int delta=value;delta>=1;delta=(delta+1)/2-1)
{
for(int i=0;i<delta;i++)
{
modify_insert_sort(array,from+i,len-i,delta);
}
}
}
private final void modify_insert_sort(E[] array, int from, int len,int delta) {
if(len<=1)return;
E tmp=null;
for(int i=from+delta;i<from+len;i+=delta)
{
tmp=array[i];
int j=i;
for(;j>from;j-=delta)
{
if(tmp.compareTo(array[j-delta])<0)
{
array[j]=array[j-delta];
}
else break;
}
array[j]=tmp;
}
}
}
五 快速排序
快速排序是目前使用可能最廣泛的排序算法了。
一般分如下步驟：
1）選擇一個樞紐元素（有很對選法，我的實現里采用去中間元素的簡單方法）
2）使用該樞紐元素分割數組，使得比該元素小的元素在它的左邊，比它大的在右邊。并把樞紐元素放在合適的位置。
3）根據樞紐元素最后確定的位置，把數組分成三部分，左邊的，右邊的，樞紐元素自己，對左邊的，右邊的分別遞歸調用快速排序算法即可。
快速排序的核心在于分割算法，也可以說是最有技巧的部分。
package algorithms;
/**
* @author yovn
*
*/
public class QuickSorter<E extends Comparable<E>> extends Sorter<E> {
/* (non-Javadoc)
* @see algorithms.Sorter#sort(E[], int, int)
*/
@Override
public void sort(E[] array, int from, int len) {
q_sort(array,from,from+len-1);
}
private final void q_sort(E[] array, int from, int to) {
if(to-from<1)return;
int pivot=selectPivot(array,from,to);
pivot=partion(array,from,to,pivot);
q_sort(array,from,pivot-1);
q_sort(array,pivot+1,to);
}
private int partion(E[] array, int from, int to, int pivot) {
E tmp=array[pivot];
array[pivot]=array[to];//now to's position is available
while(from!=to)
{
while(from<to&&array[from].compareTo(tmp)<=0)from++;
if(from<to)
{
array[to]=array[from];//now from's position is available
to--;
}
while(from<to&&array[to].compareTo(tmp)>=0)to--;
if(from<to)
{
array[from]=array[to];//now to's position is available now
from++;
}
}
array[from]=tmp;
return from;
}
private int selectPivot(E[] array, int from, int to) {
return (from+to)/2;
}
}
還有歸并排序，堆排序，桶式排序，基數排序，下次在歸納。
posted on 2009-03-14 08:16
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