用java写一段代码,比较冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序等算法在随机数据的情况下的比较

时间: 2023-08-12 08:08:00 浏览: 98
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排序算法比较(冒泡,选择,快排,堆排,归并,插入)

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好的,我来给您写一段Java代码,比较几种排序算法在随机数据情况下的性能: ```java import java.util.*; public class SortComparison { private static final int ARRAY_SIZE = 10000; private static final int MAX_RANDOM_NUM = 100000; private static final int[] RANDOM_ARRAY = new int[ARRAY_SIZE]; public static void main(String[] args) { // 生成随机数组 Random rand = new Random(); for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) { RANDOM_ARRAY[i] = rand.nextInt(MAX_RANDOM_NUM); } // 冒泡排序 int[] bubbleSortedArray = Arrays.copyOf(RANDOM_ARRAY, RANDOM_ARRAY.length); long bubbleSortStartTime = System.nanoTime(); bubbleSort(bubbleSortedArray); long bubbleSortEndTime = System.nanoTime(); System.out.println("冒泡排序用时:" + (bubbleSortEndTime - bubbleSortStartTime) + " 纳秒"); // 选择排序 int[] selectionSortedArray = Arrays.copyOf(RANDOM_ARRAY, RANDOM_ARRAY.length); long selectionSortStartTime = System.nanoTime(); selectionSort(selectionSortedArray); long selectionSortEndTime = System.nanoTime(); System.out.println("选择排序用时:" + (selectionSortEndTime - selectionSortStartTime) + " 纳秒"); // 插入排序 int[] insertionSortedArray = Arrays.copyOf(RANDOM_ARRAY, RANDOM_ARRAY.length); long insertionSortStartTime = System.nanoTime(); insertionSort(insertionSortedArray); long insertionSortEndTime = System.nanoTime(); System.out.println("插入排序用时:" + (insertionSortEndTime - insertionSortStartTime) + " 纳秒"); // 希尔排序 int[] shellSortedArray = Arrays.copyOf(RANDOM_ARRAY, RANDOM_ARRAY.length); long shellSortStartTime = System.nanoTime(); shellSort(shellSortedArray); long shellSortEndTime = System.nanoTime(); System.out.println("希尔排序用时:" + (shellSortEndTime - shellSortStartTime) + " 纳秒"); // 归并排序 int[] mergeSortedArray = Arrays.copyOf(RANDOM_ARRAY, RANDOM_ARRAY.length); long mergeSortStartTime = System.nanoTime(); mergeSort(mergeSortedArray, 0, mergeSortedArray.length - 1); long mergeSortEndTime = System.nanoTime(); System.out.println("归并排序用时:" + (mergeSortEndTime - mergeSortStartTime) + " 纳秒"); // 快速排序 int[] quickSortedArray = Arrays.copyOf(RANDOM_ARRAY, RANDOM_ARRAY.length); long quickSortStartTime = System.nanoTime(); quickSort(quickSortedArray, 0, quickSortedArray.length - 1); long quickSortEndTime = System.nanoTime(); System.out.println("快速排序用时:" + (quickSortEndTime - quickSortStartTime) + " 纳秒"); // 堆排序 int[] heapSortedArray = Arrays.copyOf(RANDOM_ARRAY, RANDOM_ARRAY.length); long heapSortStartTime = System.nanoTime(); heapSort(heapSortedArray); long heapSortEndTime = System.nanoTime(); System.out.println("堆排序用时:" + (heapSortEndTime - heapSortStartTime) + " 纳秒"); } // 冒泡排序 private static void bubbleSort(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) { for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } } // 选择排序 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; } } if (minIndex != i) { int temp = arr[minIndex]; arr[minIndex] = arr[i]; arr[i] = temp; } } } // 插入排序 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; } } // 希尔排序 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; } } // 归并排序 private 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]; } } // 快速排序 private 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[right]; int i = left; for (int j = left; j < right; j++) { if (arr[j] < pivot) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; i++; } } int temp = arr[i]; arr[i] = arr[right]; arr[right] = temp; return i; } // 堆排序 private static void heapSort(int[] arr) { for (int i = arr.length / 2 - 1; i >= 0; i--) { heapify(arr, i, arr.length); } for (int i = arr.length - 1; i >= 0; i--) { int temp = arr[0]; arr[0] = arr[i]; arr[i] = temp; heapify(arr, 0, i); } } private static void heapify(int[] arr, int i, int length) { int temp = arr[i]; for (int j = 2 * i + 1; j < length; j = 2 * j + 1) { if (j + 1 < length && arr[j + 1] > arr[j]) { j++; } if (arr[j] > temp) { arr[i] = arr[j]; i = j; } else { break; } } arr[i] = temp; } } ``` 这段代码会生成一个大小为10000的随机数组,然后分别对这个数组进行冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序,并统计每种排序算法的执行时间。您可以在自己的本地环境中运行这段代码,观察不同排序算法的性能表现。
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