Java 資料結構與演算法系列精講之排序演演算法

import java.util.Arrays;

public class bubble {

    public static void main(String[] args) {

        // 建立資料
        int[] array = {426,375474,8465,453};

        // 實現排序
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        System.out.println(Arrays.toString(bubbleSort(array)));
    }

    public static int[] bubbleSort(int[] array) {
        // 如果陣列為空, 返回
        if (array.length == 0){
            return array;
        }

        // 執行冒泡過程n次, n為陣列長度
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {

            // 冒泡過程
            for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {

                // 判斷j索引的元素是否比j+1索引的元素大
                if (array[j+1] < array[j]) {
                    // 交換位置
                    int temp = array[j + 1];
                    array[j + 1] = array[j];
                    array[j] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }
}

import java.util.Arrays;

public class insert {

    public static void main(String[] args) {

        // 建立資料
        int[] array = {426,375474,8465,453};

        // 實現排序
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        System.out.println(Arrays.toString(insertionSort(array)));
    }

    public static int[] insertionSort(int[] array) {

        // 如果陣列為空, 返回
        if (array.length == 0)
            return array;

        // 待排序元素
        int current;

        // 執行插入過程n-1次
        for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {

            // 指定待排序元素
            current = array[i + 1];

            int preIndex = i;

            // 執行插入過程, 往前一個個比對
            while (preIndex >= 0 && current < array[preIndex]) {
                array[preIndex + 1] = array[preIndex];
                preIndex--;
            }

            // 插入元素
            array[preIndex + 1] = current;
        }
        return array;
    }
}

import java.util.Arrays;

public class merge {

    public static void main(String[] args) {

        // 建立資料
        int[] array = {426,375474,8465,453};

        // 實現排序
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        System.out.println(Arrays.toString(mergeSort(array)));
    }

    public static int[] mergeSort(int[] array) {

        // 如果陣列長度小於2, 返回
        if (array.length < 2) {
            return array;
        }
        
        // 分治
        int mid = array.length / 2;
        int[] left = Arrays.copyOfRange(array, 0, mid);
        int[] right = Arrays.copyOfRange(array, mid, array.length);
        return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));
    }

    public static int[] merge(int[] left, int[] right) {

        // 建立陣列用於存放合併後的序列
        int[] result = new int[left.length + right.length];


        for (int index = 0, i = 0, j = 0; index < result.length; index++) {
            // 左序列取完
            if (i >= left.length)
                result[index] = right[j++];
            // 右序列取完
            else if (j >= right.length)
                result[index] = left[i++];
            // 左序列的第i個大於有序列的第j個
            else if (left[i] > right[j])
                result[index] = right[j++];
            else
                result[index] = left[i++];
        }
        return result;
    }
}

import java.util.Arrays;

public class quick {

    public static void main(String[] args) {

        // 建立資料
        int[] array = {426, 375474, 8465, 453};

        // 實現排序
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        quickSort(array, 0, array.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }


    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {

        // 定義
        int p, i, j, temp;

        if (low >= high) {
            return;
        }
        
        // p就是基準數, 每個陣列的第一個
        p = arr[low];
        i = low;
        j = high;

        while (i < j) {
            //右邊當發現小於p的值時停止迴圈
            while (arr[j] >= p && i < j) {
                j--;
            }

            //這裡一定是右邊開始，上下這兩個迴圈不能調換（下面有解析，可以先想想）

            //左邊當發現大於p的值時停止迴圈
            while (arr[i] <= p && i < j) {
                i++;
            }

            temp = arr[j];
            arr[j] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }

        // 交換p和arr[i]
        arr[low] = arr[i];
        arr[i] = p;

        // 分別進行快排
        quickSort(arr, low, j - 1);
        quickSort(arr, j + 1, high);
    }
}