public class SimpleAri {
public static void main(String[] args) {
int[] t = {11, 21, 22, 1, 6, 10, 3, 2, 12, 9, 0, 15, 6, 19, 9, 32, 11, 8, 4, 7, 5, 3, 2};
// int[] a = test1();
System.out.println("排序前：" + Arrays.toString(t));
System.out.println("直接插入排序后：" + Arrays.toString(directSort1(t)));
System.out.println("希尔排序后：" + Arrays.toString(directSort1(sheelSort(t))));
System.out.println("简单选择排序后：" + Arrays.toString(directSort1(selectSort(t))));
System.out.println("冒泡排序后：" + Arrays.toString(bubbleSort(t)));
System.out.println("快速排序后：" + Arrays.toString(quickSort(t, 0, t.length-1)));
System.out.println("归并排序后：" + Arrays.toString(mergeSort(t, 0, 2)));
System.out.println("基数排序后：" + Arrays.toString(baseNumSort(t)));
}
//标准输入输出
private static int[] test1() {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int l=scanner.nextInt();
int[] num = new int[l];
for(int i = 0; i<l && scanner.hasNext(); i++){
num[i] = scanner.nextInt();
}
return num;
}
/**
* 1 直接插入排序
* 对n个无序的数，进行直接插入排序（假设升序排列）
* 1 拿出1个数
* 2 拿出下一个数，与已有的数的序列比较，找到按升序排列应放的位置
* 3 继续取数，进行第2步，直到把所有n个数排列完成
* */
//自己写的方法
public static int[] directSort(int[] a){
int[] b = new int[a.length];
b[0] = a[0];
for(int i = 1; i < a.length; i++){//取出a中的每个值
int posion = i; //把posion定位到数组b当前有意义的最大位的后一位，即第i位
for(int j = 0; j < i; j++){//把取出的值和b中的比较并记录应在的位置到posion中
if(a[i]<b[j]){
posion = j;
break;//
}
}
for(int n = i; n > posion; n--){ //把b[posion]到b[i]都后移一位
b[n] = b[n-1];
}
b[posion] = a[i];
}
return b;
}
//网上大牛的方法
public static int[] directSort1(int[] a){
int length=a.length;//数组长度，将这个提取出来是为了提高速度。
int insertNum;//要插入的数
for(int i=1;i<length;i++){//插入的次数
insertNum=a[i];//要插入的数
int j=i-1;//已经排序好的序列元素最大位置
while(j>=0&&a[j]>insertNum){
//序列从后到前循环，找到第一个大于insertNum的位置，
//并将这个位置到第i-1个位置的所有值向后移位覆盖一位
a[j+1]=a[j];//元素移动一格
j--;
}
a[j+1]=insertNum;//将需要插入的数放在要插入的位置。
}
return a;
}
/**
* 2 希尔排序
* 对于直接插入排序问题，数据量巨大时，用希尔排序解决
* 希尔排序的原理就是先用小范围微调，微调方法就是局部用插入排序，增大局部顺序性，逐渐增加范围，直到所有数一起被调整。
* 随着范围增大，数据整体的顺序性也越来越良好，降低了排序的复杂度
* 方法：
* 1）将数的个数设为n，取奇数k=n/2，将下标差值为k的数分为一组，构成有序序列。
* 2）再取k=k/2 ，将下标差值为k的数分为一组，构成有序序列。
* 3）重复第二步，直到k=1执行简单插入排序。
* */
public static int[] sheelSort(int[] a){
int n = a.length;
int k = n/2;
for(int i=0; i<k; i++){ //根据k分组
//分组插入排序
for(int j=1; (i+j*k)<n; j++){ //分别取出组里的所有数据做插入排序
for(int x=0; x<j && (a[i+j*k]<a[i+x*k]); x++){//条件成立时，交换
int num = a[i+j*k];
a[i+j*k] = a[i+x*k];
a[i+x*k] = num;
}
}
k = k/2;
}
return a;
}
//网上的方法
public static int[] sheelSort1(int[] a){
int d = a.length;
while (d!=0) {
d=d/2;
for (int x = 0; x < d; x++) {//分的组数
for (int i = x + d; i < a.length; i += d) {//组中的元素，从第二个数开始
int j = i - d;//j为有序序列最后一位的位数
int temp = a[i];//要插入的元素
for (; j >= 0 && temp < a[j]; j -= d) {//从后往前遍历。
a[j + d] = a[j];//向后移动d位
}
a[j + d] = temp;
}
}
}
return a;
}
/**
* 3 简单选择排序
* 步骤：
* 1）遍历整个序列，将最小的数放在最前面。
* 2）遍历剩下的序列，将最小的数放在最前面。
* 3）重复第二步，直到只剩下一个数。
* */
//我的方法
public static int[] selectSort(int[] a){
for(int i=0; i<a.length-1; i++){
int num = i;//最小数序号，默认为余下数组的顺序第一个数
for(int j=i+1; j<a.length; j++){//找出最小数的序号
if(a[j]<a[num]){
num = j;
}
}
//交换
int x = a[i];
a[i] = a[num];
a[num] = x;
}
return a;
}
//网上的方法(和我自己写的一样，顺序稍有不同)
public static int[] selectSort1(int[] a) {
int length = a.length;
for (int i = 0; i < length; i++) {//循环次数
int key = a[i];
int position=i;
for (int j = i + 1; j < length; j++) {//选出最小的值和位置
if (a[j] < key) {
key = a[j];
position = j;
}
}
a[position]=a[i];//交换位置
a[i]=key;
}
return a;
}
/**
* 4 冒泡排序
* 1）将序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。
* 2）将剩余序列中所有元素两两比较，将最大的放在最后面。
* 3）重复第二步，直到只剩下一个数。
* */
public static int[] bubbleSort(int[] a){
for(int nums=a.length; nums>1; nums--){
int index = 0;
for(int i=1; i<nums; i++){
if(a[i] > a[index]){//找出最大值的坐标
index = i;
}
}
//交换最后一位和最大值
int num = a[nums-1];
a[nums-1] = a[index];
a[index] = num;
}
return a;
}
//web上的方法
public static int[] bubbleSort1(int[] a){
for(int i=0; i<a.length; i++){//重复n次
for(int j=0; j+1<a.length; j++){
if(a[j] > a[j+1]){
int num = a[j+1];
a[j+1] = a[j];
a[j] = num;
}
}
}
return a;
}
/**
* 5 快速排序
* 选择第一个数为p，小于p的数放在左边，大于p的数放在右边。
* 递归的将p左边和右边的数都按照第一步进行，直到不能递归。
* */
public static int[] quickSort(int[] a, int start, int end) {
if (start < end) {
int base = a[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）
int temp; // 记录临时中间值
int i = start, j = end;
do {
while ((a[i] < base) && (i < end))
i++; //如果当前值小于基准值，那么符合小值在左规则，循环找下一个值，否则跳出
while ((a[j] > base) && (j > start))
j--; //如果当前值大于基准值，那么符合大值在右原则，循环找下一个值，否则跳出
if (i <= j) {
temp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = temp;
i++;
j--;
}
} while (i <= j);
if (start < j)
quickSort(a, start, j);
if (end > i)
quickSort(a, i, end);
}
return a;
}
//网上的方法
public static void quickSort1(int[] numbers, int start, int end) {
if (start < end) {
int base = numbers[start]; // 选定的基准值（第一个数值作为基准值）
int temp; // 记录临时中间值
int i = start, j = end;
do {
while ((numbers[i] < base) && (i < end))
i++;
while ((numbers[j] > base) && (j > start))
j--;
if (i <= j) {
temp = numbers[i];
numbers[i] = numbers[j];
numbers[j] = temp;
i++;
j--;
}
} while (i <= j);
if (start < j)
quickSort(numbers, start, j);
if (end > i)
quickSort(numbers, i, end);
}
}
/**
* 6 归并排序
* 1）选择相邻两个数组成一个有序序列。
* 2）选择相邻的两个有序序列组成一个有序序列。
* 3}重复第二步，直到全部组成一个有序序列。
* */
public static int[] mergeSort(int a[], int start, int step){
if(start < a.length){
//设置组的开头和结尾[,) 左开右闭
int end = start + step;
if(end <= a.length){
//排序算法
for(int i=start; i<end; i++){
int index = i;
for(int j = i; j<end; j++){
if(a[j] < a[index]){
index = j;
}
}
int num = a[i];
a[i] = a[index];
a[index] = num;
}
start = end;
mergeSort(a, start, step);
}else {
end = a.length;
//排序算法
for(int i=start; i<end; i++){
int index = i;
for(int j = i+1; j<end; j++){
if(a[j] < a[index])
index = j;
}
int num = a[i];
a[i] = a[index];
a[index] = num;
}
//解决上述限制条件的缺陷：当step大于a的长度后，就会无限循环的执行else后的语句
if(step > a.length){
return a;
}
start = 0;
step = step * 2;
mergeSort(a, start, step);
}
}
return a;
}
//网上的方法
public static void mergeSort1(int[] numbers, int left, int right) {
int t = 1;// 每组元素个数
int size = right - left + 1;
while (t < size) {
int s = t;// 本次循环每组元素个数
t = 2 * s;
int i = left;
while (i + (t - 1) < size) {
merge(numbers, i, i + (s - 1), i + (t - 1));
i += t;
}
if (i + (s - 1) < right)
merge(numbers, i, i + (s - 1), right);
}
}
private static void merge(int[] data, int p, int q, int r) {
int[] B = new int[data.length];
int s = p;
int t = q + 1;
int k = p;
while (s <= q && t <= r) {
if (data[s] <= data[t]) {
B[k] = data[s];
s++;
} else {
B[k] = data[t];
t++;
}
k++;
}
if (s == q + 1)
B[k++] = data[t++];
else
B[k++] = data[s++];
for (int i = p; i <= r; i++)
data[i] = B[i];
}
/**
* 7 基数排序
* 假设一个数组中最大元素的位数是百位
* 那么步骤如下：
* 1）将所有的数的个位数取出，按照个位数进行排序，构成一个序列。
* 2）将新构成的所有的数的十位数取出，按照十位数进行排序，构成一个序列。
* 3）以此类推，一直到百位
* */
public static int[] baseNumSort(int[] array) {
//首先确定排序的趟数;
int max = array[0];
for (int i = 1; i < array.length; i++) {
if (array[i] > max) {
max = array[i];
}
}
int time = 0;
//判断位数;
while (max > 0) {
max /= 10;
time++;
}
//建立10个队列;
List<ArrayList> queue = new ArrayList<ArrayList>();
for (int i = 0; i < 10; i++) {
ArrayList<Integer> queue1 = new ArrayList<Integer>();
queue.add(queue1);
}
//进行time次分配和收集;
for (int i = 0; i < time; i++) {
//分配数组元素;
for (int j = 0; j < array.length; j++) {
//得到数字的第time+1位数;
int x = array[j] % (int) Math.pow(10, i + 1) / (int) Math.pow(10, i);
ArrayList<Integer> queue2 = queue.get(x);
queue2.add(array[j]);
queue.set(x, queue2);
}
int count = 0;//元素计数器;
//收集队列元素;
for (int k = 0; k < 10; k++) {
while (queue.get(k).size() > 0) {
ArrayList<Integer> queue3 = queue.get(k);
array[count] = queue3.get(0);
queue3.remove(0);
count++;
}
}
}
return array;
}
}
