import java.util.Scanner;
public class Sort {
/**
* 作者：zpc 功能： 实现主流的排序算法,并进实际行性能比较。
* 1、冒泡排序（改进版）
* 2、简单选择排序
* 3、直接插入排序
* 4、快速排序
*/
public static void main(String[] args) {
System.out.println("请输入测试的数据数量，建议5万--10万之间！");
Scanner sn = new Scanner(System.in);
int num = sn.nextInt();
int[] dataArray = new int[num];
for (int i = 0; i < num; i++) {
int t = (int) (Math.random() * 100000);// 产生范围在0--10000的随机数
dataArray[i] = t;
}
Sort sort = new Sort();
System.out.println("请选择排序算法：" + "\n" + "1、冒泡排序（改进版）" + "\n"
+ "2、简单选择排序" + "\n" + "3、直接插入排序" + "\n" + "4、快速排序");
// Calendar cal = Calendar.getInstance();
int c = sn.nextInt();
switch (c) {
case 1:
long beginTime = System.currentTimeMillis();
sort.bubbleSort(dataArray);
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println(num + "个数据 " + " 冒泡排序消耗时间:"
+ (endTime - beginTime) / 1000 + "秒。");
break;
case 2:
long beginTime2 = System.currentTimeMillis();
sort.selectSort(dataArray);
long endTime2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(num + "个数据 " + " 简单选择消耗时间:"
+ (endTime2 - beginTime2) / 1000 + "秒。");
break;
case 3:
long beginTime3 = System.currentTimeMillis();
sort.insertSort(dataArray);
long endTime3 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(num + "个数据 " + " 直接插入排序消耗时间:"
+ (endTime3 - beginTime3) / 1000 + "秒。");
break;
case 4:
long beginTime4 = System.currentTimeMillis();
sort.quickSort(0, dataArray.length - 1, dataArray);
long endTime4 = System.currentTimeMillis();
System.out.println(num + "个数据 " + " 快速排序消耗时间:"
+ (endTime4 - beginTime4) / 1000 + "秒。");
break;
}
// 打印数据比较较多时控制台不能完全看到效果！
// System.out.println("排完序的结果：");
// sort.printResult(dataArray);
}
//打印排序结果
public void printResult(int dataArray[]) {
for (int i = 0; i < dataArray.length; i++) {
System.out.println("dataArray[" + i + "] = " + dataArray[i]);
}
}
public void bubbleSort(int[] array) {
// 冒泡排序，从小到大，总共比较n-1趟
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
int flag = 0;// 改进的冒泡排序算法，设置标记，如果这一趟没有进行数据交换，则排序立即完毕
for (int j = array.length - 1; j > i; j--) {
// 从后向前比较，小的数上浮
if (array[j] < array[j - 1]) {
int temp = array[j - 1];
array[j - 1] = array[j];
array[j] = temp;
flag = 1;// 记录是否发生数据交换
}
}
if (flag == 0)
break;
}
}
public void selectSort(int[] array) {
// 选择排序，从小到大，总共比较n-1趟
for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
int min = i;// 不妨选择每趟第一个元素为比较对象，min记录最小值下标
for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
if (array[j] < array[min]) {
min = j;
}
}
// 找到了本趟最小值下标，将其值与本趟第一个值交换
int temp = array[i];
array[i] = array[min];
array[min] = temp;
}
}
public void insertSort(int[] array) {
/*
* 直接插入排序 ，总共比较n-1趟 思想：把n个待排序的元素看成一个有序表和一个无序表， 开始时有序表中有1个元素，无序表中有n-1个元素，
* 排序过程中每次从无序表中取出第一个元素，依次与有序表中的元素比较， 找到适当的位置插入，使之成为新的有序表。
*/
for (int i = 1; i < array.length; i++) {// 先认为第一个数是有序的，从数组中第二个元素开始与有序表中元素比较
int insertVal = array[i];// 获取待比较的元素
int index = i - 1;// 第i趟，有序表中已经有了i个元素
while (index >= 0 && insertVal < array[index]) {// 将待插入的元素依次与前面的有序元素比较，直到找到适当位置
array[index + 1] = array[index];// 给待插入的元素空出位置
index--;
}
array[index + 1] = insertVal;// 执行插入操作
}
}
// partition函数，为快速排序做准备，把数据分割成以枢轴为中心的两部分
public int partition(int low, int high, int[] array) {
int pivot = array[low];
while (low < high) {
while (low < high && array[high] >= pivot)
--high; // high位置值与pivot比，高位下标--
array[low] = array[high];// 当以上条件不满足时，将high位置的值暂存于data[low]中。此时data[high]为空位
while (low < high && array[low] <= pivot)
++low; // low位置值与pivot比，低位下标++
array[high] = array[low]; // 当上条件不满足时，将low位置的值暂存于data[high]中。此时data[low]为空位
}
// while结束时，data[low]一定是空位
array[low] = pivot;
return low;
}
public void quickSort(int low, int high, int[] array) {
// 快速排序(最快，但是占用内存大，典型的空间换时间)O(nlogn (以2为底的))
if (low < high) {
int k = partition(low, high, array);
quickSort(low, k - 1, array);
quickSort(k + 1, high, array);
}
}
}
