图解Java经典算法冒泡选择插入希尔排序的原理与实现
作者：小黎的培培笔录
一、冒泡排序
1、基本介绍
冒泡排序是重复地走访要排序的元素，依次比较两个相邻的元素，如果它们的顺序与自己规定的不符合，则把两个元素的位置交换。走访元素重复地进行，直到没有相邻元素需要交换为止，完成整个排序过程。
▶ 算法原理
1、比较相邻元素，如果前一个元素大于后一个元素，则交换。
2、依次向后对每一对相邻元素做同样的工作，直到队列末尾，第一轮过后最大的元素就位于最后一个元素位置了。
3、重复以上步骤，直到最后一个元素位置的前一位为止（因为最后一位已经排了）。
4、持续每次对越来越少的元素重复上面步骤，直到第一个元素和第二个元素交换后顺序为从大到小或从小到大，排序结束。
2、代码实现
冒泡排序实际上就是两个数两个数的比较，每循环一次将最大或最小的数放在最后，剩下的就继续两两比较。
public static void bubbleSort(int[] arr){
//中间变量，用来交换数据
int temp = 0;
//外层循环
for (int i = 0 ; i < arr.length - 1 ; i++){
//内层循环，每次找到最大的数后放在最后，下次遍历则会少一次，及arr.length - i - 1
for(int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++){
//判断大小
if(arr[j] > arr[j + 1]){
//将两数进行交换
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}二、 选择排序
1、基本介绍
首先第一次确定第一个数为最小的，然后利用for循环，将第一个数后的数据遍历一遍，找是否还有比第一个数更小的，记录下来，遍历完毕后将第一个数与最小的数进行交换。然后又确定第二数，找第二个数以后的数，是否还有比第二个数更小的，找到后与第二个数又进行交换，重复上面即可。
以后的每次循环都是按照这种方式，直到最后两个数排完，数据就是有序的了。
2、代码实现
public static void choiceSort(int[] arr){
//用来记录最小的数
int arrData = 0;
//记录最小的数的下标
int arrindx = 0;
//外层循环，直到 arr.length - 1 即可
for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++){
//首先把arr[i] 当做最小的数，并记录下标
arrData = arr[i];
arrindx = i;
//内层循环，遍历 i 以后的数，找到比 arr[i] 还小的数
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++){
//找到更小的数，就进行记录
if(arrData > arr[j]){
arrData = arr[j];
arrindx = j;
}
}
//循环完毕，说明找到了，最小的数，与arr[i] 进行交换即可
arr[arrindx] = arr[i];
arr[i] = arrData;
}
}三、插入排序
1、基本介绍
前面我们介绍的选择排序，找到最小的就与前面的进行交换。而插入排序，就是将确定的数的后一位插入到前面即可。图形介绍：
开始，id指向第一个数，mid指向第二个数，然后两个数进行比较。
此时，1 比 3 小，但是3前面没数据了，于是将1插入到3的前面，注意这里是插入，不是交换。下一步 3 比 5 小，于是不用插入。
经过三次比较，确定了 2 的位置在 1 和 3 直接，直接将 2 插入。
又经过四次比较，找到 0 的位置 在 1 的前面，于是将 0 插入到 1 的前面即可。
2、代码实现
public static void insertSort(int[] arr){
//下标为 0 的数是确定的，从下标为 1 开始循环
for (int i = 1; i < arr.length; i++){
// 将下标为 i 的数暂存起来
int arrData = arr[i];
//从 i - 1 开始往前循环
int arrIndx = i - 1;
//判断退出的条件 大于等于0
while (arrIndx >= 0){
//如果arrData 大于 下标为arrIndx 的数，则位置找到，退出循环
if (arrData > arr[arrIndx]){
break;
}
//没有找到，就将前面的数往后移
arr[arrIndx + 1] = arr[arrIndx];
arrIndx--;
}
//找到位置后，就将暂存的数据arrData 插入到下标为arrIndx的位置
arr[arrIndx + 1] = arrData;
}
}四、希尔排序
1、基本介绍
首先将数组分为两组，3、2、0 为一组，1、5为一组，g = arr.length / 2。
2 和 3 进行判断，3 比 2 大 ，然后进行交换位置，交换后 j = j- g< 0（因为第一次的分为两组，所以 i - 2）。所以 i++ ，j = i - g
不需要交换， 然后 j = j- g < 0 ,所以 i++ ，j = i - g
3 比 0 大 ，需要交换。然后 j = j - g > 0 , j = j - g
交换后 j = j - g < 0 , i++ > arr.length 了，第一轮结束
第二轮：在arr.length / 2的基础上再除2 ， 于是 g = 1 ；
然后两两交换，交换后 进行j = j - g > 0 的判断 ，不成立则 i++, j = i - g ，成立则 j = j - g ，就这样一直循环下去。第二轮后的结果：
第二轮结束后，g / 2 = 0 结果不大于 0，所以排序结束
2、代码实现（交换排序）
public static void shellSort_exchange(int[] arr){
//做中间变量，进行数据交换
int temp = 0;
// g 首先数组总长除以2， 然后每次除以2
for(int g = arr.length / 2 ; g > 0 ; g /= 2){
// i 从 g 的位置开始遍历
for(int i = g ; i < arr.length ; i++){
// j 从 i - g 的位置开始向前遍历，j 的位置由 j - g 来决定
for(int j = i - g ; j >= 0 ; j -= g){
//判断 下标(j + g) 和 下标j 位置的数的大小，然后进行交换
if(arr[j + g] < arr[j]){
//交换即可
temp = arr[j + g];
arr[j + g] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
}
}3、代码实现（移位排序）
移位排序的思想与前面的交换排序一样的，只是在交换数的方式上有变化。交换排序数的交换方式来自冒泡排序，而移位排序数的交换方式来自插入排序。
public static void test1(int[] arr){
//与前面一样，开始数组长度除以2 ， 然后每次除以2
for(int g = arr.length / 2 ; g > 0 ; g /= 2){
// i 从 g 位置开始，每次加一
for(int i = g ; i < arr.length ; i++){
//定义 j 的位置 为 i
int j = i ;
//将 下标为 i 位置的数暂存起来
int temp = arr[i];
//判断 下标j位置的数 和 j - g 位置的数，与前面一样
if(arr[j] < arr[j - g] ){
//遍历循环
while(j - g >= 0 && temp < arr[j - g]){
//满足条件，就移位，将前面的数 (下标j - g) 往后移 (下标j)
arr[j] = arr[j - g];
j -= g;// j 每次 -g
}
}
//退出循环或判断条件后，将暂存的temp (arr[i]) 赋值给 arr[j]
arr[j] = temp;
}
}
}到此这篇关于图解Java经典算法冒泡选择插入希尔排序的原理与实现的文章就介绍到这了,更多相关Java冒泡排序内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！