思维导图
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前言
算法和数据结构是一个程序员的内功，所以经常在一些笔试中都会要求手写一些简单的排序算法，以此考验面试者的编程水平。下面我就简单介绍八种常见的排序算法，一起学习一下。
一、冒泡排序
思路：
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个；
- 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，这样在最后的元素就是最大的数；
- 排除最大的数，接着下一轮继续相同的操作，确定第二大的数…
- 重复步骤1-3，直到排序完成。
动画演示：
实现代码：
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public class BubbleSort extends BaseSort {
public static void main(String[] args) {
BubbleSort sort = new BubbleSort();
sort.printNums();
}
@Override
protected void sort(int[] nums) {
if (nums == null || nums.length < 2) {
return;
}
for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < nums.length - i - 1; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
int temp = nums[j];
nums[j] = nums[j + 1];
nums[j + 1] = temp;
}
}
}
}
}
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平均时间复杂度：O(n²)
空间复杂度：O(1)
算法稳定性：稳定
二、插入排序
思路：
从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序；
取出下一个元素，在前面已排序的元素序列中，从后向前扫描；
如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置；
重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置；
将新元素插入到该位置后；
重复步骤2~5。
动画演示：
实现代码：
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public class InsertSort extends BaseSort {
public static void main(String[] args) {
BaseSort sort = new InsertSort();
sort.printNums();
}
@Override
protected void sort(int[] nums) {
if (nums == null || nums.length < 2) {
return;
}
for (int i = 0; i < nums.length - 1; i++) {
int curr = nums[i + 1];
int preIndex = i;
while (preIndex >= 0 && curr < nums[preIndex]) {
nums[preIndex + 1] = nums[preIndex];
preIndex--;
}
nums[preIndex + 1] = curr;
}
}
}
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平均时间复杂度：O(n²)
空间复杂度：O(1)
算法稳定性：稳定
三、选择排序
思路：
第一轮，找到最小的元素，和数组第一个数交换位置。
第二轮，找到第二小的元素，和数组第二个数交换位置…
直到最后一个元素，排序完成。
动画演示：
实现代码：
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public class SelectSort extends BaseSort {
public static void main(String[] args) {
SelectSort sort = new SelectSort();
sort.printNums();
}
@Override
protected void sort(int[] nums) {
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
int minIndex = i;
for (int j = i + 1; j < nums.length; j++) {
if (nums[j] < nums[minIndex]) {
minIndex = j;
}
}
if (minIndex != i) {
int temp = nums[i];
nums[minIndex] = temp;
nums[i] = nums[minIndex];
}
}
}
}
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平均时间复杂度：O(n²)
算法空间复杂度：O(1)
算法稳定性：不稳定
四、希尔排序
思路：
把数组分割成若干(h)个小组(一般数组长度length/2)，然后对每一个小组分别进行插入排序。每一轮分割的数组的个数逐步缩小，h/2->h/4->h/8，并且进行排序，保证有序。当h=1时，则数组排序完成。
动画演示：
实现代码：
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public class ShellSort extends BaseSort {
public static void main(String[] args) {
ShellSort sort = new ShellSort();
sort.printNums();
}
@Override
protected void sort(int[] nums) {
if (nums == null || nums.length < 2) {
return;
}
int length = nums.length;
int temp;
int gap = length / 2;
while (gap > 0) {
for (int i = gap; i < length; i++) {
temp = nums[i];
int preIndex = i - gap;
while (preIndex >= 0 && nums[preIndex] > temp) {
nums[preIndex + gap] = nums[preIndex];
preIndex -= gap;
}
nums[preIndex + gap] = temp;
}
gap /= 2;
}
}
}
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平均时间复杂度：O(nlog2n)
算法空间复杂度：O(1)
算法稳定性：稳定