java内部排序算法比较
时间: 2023-08-05 21:40:45 浏览: 64
Java内部排序算法有很多种,常见的有以下几种:
1. 冒泡排序(Bubble Sort):简单但效率较低的排序算法,时间复杂度为O(n^2)。
2. 选择排序(Selection Sort):选择最小的元素放到已排序序列的末尾,时间复杂度为O(n^2)。
3. 插入排序(Insertion Sort):将未排序的元素插入到已排序序列中的正确位置,时间复杂度为O(n^2)。
4. 快速排序(Quick Sort):基于分治的思想,时间复杂度为O(nlogn),但最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)。
5. 归并排序(Merge Sort):基于分治的思想,时间复杂度为O(nlogn)。
6. 堆排序(Heap Sort):基于堆的思想,时间复杂度为O(nlogn)。
7. 希尔排序(Shell Sort):插入排序的改进算法,时间复杂度为O(nlogn)。
8. 计数排序(Counting Sort):适用于数据范围比较小的排序,时间复杂度为O(n+k),其中k为数据范围。
9. 桶排序(Bucket Sort):适用于数据范围非常大的排序,时间复杂度为O(n)。
10. 基数排序(Radix Sort):适用于数据范围较小但位数较多的排序,时间复杂度为O(dn),其中d为最大位数。
这些算法各有优缺点,需要根据具体场景选择合适的算法。
相关问题
java内部排序算法比较程序代码
以下是Java内部排序算法比较的代码示例:
```java
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
public class SortComparison {
public static void main(String[] args) {
int[] arr1 = generateRandomArray(10000); // 生成随机数组
int[] arr2 = arr1.clone(); // 复制数组
long startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
Arrays.sort(arr1); // 使用Arrays.sort()内置排序算法
long endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("Arrays.sort()耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
quickSort(arr2, 0, arr2.length - 1); // 使用快速排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("快速排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
}
private static int[] generateRandomArray(int n) {
int[] arr = new int[n];
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < n; i++) {
arr[i] = random.nextInt(n);
}
return arr;
}
private static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int pivot = partition(arr, left, right);
quickSort(arr, left, pivot - 1);
quickSort(arr, pivot + 1, right);
}
}
private static int partition(int[] arr, int left, int right) {
int pivot = arr[left];
int i = left + 1, j = right;
while (i <= j) {
if (arr[i] < pivot) {
i++;
} else if (arr[j] > pivot) {
j--;
} else {
swap(arr, i++, j--);
}
}
swap(arr, left, j);
return j;
}
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
```
该示例中,使用了Arrays.sort()内置排序算法和快速排序算法,比较了它们的耗时。其中,generateRandomArray()方法用于生成随机数组,quickSort()方法用于实现快速排序算法,partition()方法用于实现快速排序算法的分区,swap()方法用于交换数组中两个元素的位置。
用java语言比较所有的内部排序算法
以下是Java语言实现所有内部排序算法的示例代码:
```java
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
public class SortComparison {
public static void main(String[] args) {
int[] arr1 = generateRandomArray(10000); // 生成随机数组
int[] arr2 = arr1.clone(); // 复制数组
int[] arr3 = arr1.clone();
int[] arr4 = arr1.clone();
int[] arr5 = arr1.clone();
int[] arr6 = arr1.clone();
int[] arr7 = arr1.clone();
int[] arr8 = arr1.clone();
int[] arr9 = arr1.clone();
int[] arr10 = arr1.clone();
long startTime, endTime;
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
Arrays.sort(arr1); // 使用Arrays.sort()内置排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("Arrays.sort()耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
bubbleSort(arr2); // 使用冒泡排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("冒泡排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
selectionSort(arr3); // 使用选择排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("选择排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
insertionSort(arr4); // 使用插入排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("插入排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
quickSort(arr5, 0, arr5.length - 1); // 使用快速排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("快速排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
mergeSort(arr6, 0, arr6.length - 1); // 使用归并排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("归并排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
heapSort(arr7); // 使用堆排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("堆排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
shellSort(arr8); // 使用希尔排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("希尔排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
countingSort(arr9); // 使用计数排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("计数排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
startTime = System.currentTimeMillis(); // 记录开始时间
bucketSort(arr10); // 使用桶排序算法
endTime = System.currentTimeMillis(); // 记录结束时间
System.out.println("桶排序耗时: " + (endTime - startTime) + "ms");
}
private static int[] generateRandomArray(int n) {
int[] arr = new int[n];
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < n; i++) {
arr[i] = random.nextInt(n);
}
return arr;
}
private static void bubbleSort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[i] > arr[j]) {
swap(arr, i, j);
}
}
}
}
private static void selectionSort(int[] arr) {
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
int minIndex = i;
for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
if (arr[j] < arr[minIndex]) {
minIndex = j;
}
}
swap(arr, i, minIndex);
}
}
private static void insertionSort(int[] arr) {
for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
int temp = arr[i];
int j = i - 1;
while (j >= 0 && arr[j] > temp) {
arr[j + 1] = arr[j];
j--;
}
arr[j + 1] = temp;
}
}
private static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int pivot = partition(arr, left, right);
quickSort(arr, left, pivot - 1);
quickSort(arr, pivot + 1, right);
}
}
private static int partition(int[] arr, int left, int right) {
int pivot = arr[left];
int i = left + 1, j = right;
while (i <= j) {
if (arr[i] < pivot) {
i++;
} else if (arr[j] > pivot) {
j--;
} else {
swap(arr, i++, j--);
}
}
swap(arr, left, j);
return j;
}
private static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
mergeSort(arr, left, mid);
mergeSort(arr, mid + 1, right);
merge(arr, left, mid, right);
}
}
private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
int[] temp = new int[right - left + 1];
int i = left, j = mid + 1, k = 0;
while (i <= mid && j <= right) {
if (arr[i] <= arr[j]) {
temp[k++] = arr[i++];
} else {
temp[k++] = arr[j++];
}
}
while (i <= mid) {
temp[k++] = arr[i++];
}
while (j <= right) {
temp[k++] = arr[j++];
}
for (int p = 0; p < temp.length; p++) {
arr[left + p] = temp[p];
}
}
private static void heapSort(int[] arr) {
for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) {
adjustHeap(arr, i, arr.length);
}
for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
swap(arr, 0, i);
adjustHeap(arr, 0, i);
}
}
private static void adjustHeap(int[] arr, int i, int len) {
int temp = arr[i];
for (int j = 2 * i + 1; j < len; j = 2 * j + 1) {
if (j + 1 < len && arr[j] < arr[j + 1]) {
j++;
}
if (arr[j] > temp) {
arr[i] = arr[j];
i = j;
} else {
break;
}
}
arr[i] = temp;
}
private static void shellSort(int[] arr) {
int gap = arr.length / 2;
while (gap > 0) {
for (int i = gap; i < arr.length; i++) {
int temp = arr[i];
int j = i - gap;
while (j >= 0 && arr[j] > temp) {
arr[j + gap] = arr[j];
j -= gap;
}
arr[j + gap] = temp;
}
gap /= 2;
}
}
private static void countingSort(int[] arr) {
int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();
int[] count = new int[max + 1];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
count[arr[i]]++;
}
int index = 0;
for (int i = 0; i < count.length; i++) {
while (count[i]-- > 0) {
arr[index++] = i;
}
}
}
private static void bucketSort(int[] arr) {
int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();
int min = Arrays.stream(arr).min().getAsInt();
int bucketNum = (max - min) / arr.length + 1;
int[][] buckets = new int[bucketNum][arr.length];
int[] bucketIndex = new int[bucketNum];
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
int bucketPos = (arr[i] - min) / arr.length;
buckets[bucketPos][bucketIndex[bucketPos]++] = arr[i];
}
int index = 0;
for (int i = 0; i < bucketNum; i++) {
insertionSort(buckets[i]);
for (int j = 0; j < bucketIndex[i]; j++) {
arr[index++] = buckets[i][j];
}
}
}
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
```
该示例中,使用了Java实现的所有内部排序算法,分别为:Arrays.sort()、冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、堆排序、希尔排序、计数排序和桶排序。generateRandomArray()方法用于生成随机数组,swap()方法用于交换数组中两个元素的位置,其他方法均为各种排序算法的实现。在main()方法中,分别对每个排序算法进行测试,并输出排序时间。