Java排序

Java 提供了多种排序算法，下面给出几种常见的排序算法的实现。

1. 冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就交换位置。时间复杂度为 O(n^2)。

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

2. 选择排序

选择排序是一种简单直观的排序算法，每次找到未排序元素中的最小值，将其放到已排序序列的末尾。时间复杂度为 O(n^2)。

public static void selectionSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
}

3. 插入排序

插入排序是一种简单直观的排序算法，将一个记录插入到已经排好序的有序表中，从而得到一个新的有序表。时间复杂度为 O(n^2)。

public static void insertionSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int j = i;
        int temp = arr[i];
        while (j > 0 && arr[j - 1] > temp) {
            arr[j] = arr[j - 1];
            j--;
        }
        arr[j] = temp;
    }
}

4. 快速排序

快速排序是一种常用的排序算法，采用分治法的思想，将大问题分解为小问题，再逐个解决小问题。时间复杂度为 O(nlogn)。

public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        int pivotIndex = partition(arr, left, right);
        quickSort(arr, left, pivotIndex - 1);
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, right);
    }
}

private static int partition(int[] arr, int left, int right) {
    int pivot = arr[left];
    int i = left + 1;
    int j = right;
    while (true) {
        while (i <= j && arr[i] <= pivot) i++;
        while (i <= j && arr[j] > pivot) j--;
        if (i >= j) break;
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
    arr[left] = arr[j];
    arr[j] = pivot;
    return j;
}

5. 归并排序

归并排序是一种经典的分治算法，将一个数组分成两个子数组，分别排序，再将两个子数组合并为一个有序数组。时间复杂度为 O(nlogn)。

public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = (left + right) / 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;
    int j = mid + 1;
    int 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];
    }
}