Java中的数组排序方式(快速排序、冒泡排序、选择排序)


在Java中,数组排序可以通过多种算法实现,包括快速排序、冒泡排序和选择排序。下面我将分别提供这三种排序算法的简要实现方式。

### 快速排序(Quick Sort)

快速排序是一种分而治之的算法。它选取一个元素作为“基准”(pivot),重新排列数组,所有比基准值小的元素摆放在基准前面,所有比基准值大的元素摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区退出之后,该基准就处于数组的中间位置。这个称为分区(partition)操作。然后,递归地(recursive)把小于基准值元素的子数组和大于基准值元素的子数组排序。


public void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);

        quickSort(arr, low, pi - 1); // Before pi
        quickSort(arr, pi + 1, high); // After pi
    }
}

private int partition(int[] arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = (low - 1); // Index of smaller element
    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;

            // Swap arr[i] and arr[j]
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }

    // Swap arr[i+1] and arr[high] (or pivot)
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;

    return i + 1;
}

### 冒泡排序(Bubble Sort)

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。


public void bubbleSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 0; i < n-1; i++)
        for (int j = 0; j < n-i-1; j++)
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                // Swap arr[j+1] and arr[j]
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
}

### 选择排序(Selection Sort)

选择排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是:首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。


public void selectionSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {
        // Find the minimum element in unsorted array
        int min_idx = i;
        for (int j = i+1; j < n; j++)
          if (arr[j] < arr[min_idx])
            min_idx = j;

        // Swap the found minimum element with the first element
        int temp = arr[min_idx];
        arr[min_idx] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}

以上三种排序算法各有特点,快速排序在平均和最坏情况下性能不同,冒泡排序和选择排序在大多数情况下性能不如快速排序,但它们在理解排序算法的基本原理时非常有用。