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、堆排序在有序数据情况下的表现

时间: 2023-08-09 10:10:45 浏览: 94
CPP

各种排序效率比较程序(冒泡,选择,插入,快速,堆,归并,基数,希尔)

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好的,以下是用Java实现的冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序以及测试它们在有序数据情况下的表现: ```java import java.util.Arrays; public class SortingComparison { public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[100000]; // 生成有序数据 for (int i = 0; i < arr.length; i++) { arr[i] = i; } long startTime, endTime; // 冒泡排序 startTime = System.currentTimeMillis(); bubbleSort(arr.clone()); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Bubble Sort: " + (endTime - startTime) + "ms"); // 选择排序 startTime = System.currentTimeMillis(); selectionSort(arr.clone()); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Selection Sort: " + (endTime - startTime) + "ms"); // 插入排序 startTime = System.currentTimeMillis(); insertionSort(arr.clone()); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Insertion Sort: " + (endTime - startTime) + "ms"); // 希尔排序 startTime = System.currentTimeMillis(); shellSort(arr.clone()); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Shell Sort: " + (endTime - startTime) + "ms"); // 归并排序 startTime = System.currentTimeMillis(); mergeSort(arr.clone()); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Merge Sort: " + (endTime - startTime) + "ms"); // 快速排序 startTime = System.currentTimeMillis(); quickSort(arr.clone()); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Quick Sort: " + (endTime - startTime) + "ms"); // 堆排序 startTime = System.currentTimeMillis(); heapSort(arr.clone()); endTime = System.currentTimeMillis(); System.out.println("Heap Sort: " + (endTime - startTime) + "ms"); } // 冒泡排序 public static void bubbleSort(int[] arr) { int n = arr.length; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { boolean swapped = false; for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; swapped = true; } } if (!swapped) { break; } } } // 选择排序 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; } } if (minIndex != i) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[minIndex]; arr[minIndex] = temp; } } } // 插入排序 public static void insertionSort(int[] arr) { int n = arr.length; for (int i = 1; i < n; i++) { int key = arr[i]; int j = i - 1; while (j >= 0 && arr[j] > key) { arr[j + 1] = arr[j]; j--; } arr[j + 1] = key; } } // 希尔排序 public static void shellSort(int[] arr) { int n = arr.length; int gap = n / 2; while (gap > 0) { for (int i = gap; i < n; i++) { int temp = arr[i]; int j = i; while (j >= gap && arr[j - gap] > temp) { arr[j] = arr[j - gap]; j -= gap; } arr[j] = temp; } gap /= 2; } } // 归并排序 public static void mergeSort(int[] arr) { if (arr.length > 1) { int mid = arr.length / 2; int[] leftArr = Arrays.copyOfRange(arr, 0, mid); int[] rightArr = Arrays.copyOfRange(arr, mid, arr.length); mergeSort(leftArr); mergeSort(rightArr); int i = 0, j = 0, k = 0; while (i < leftArr.length && j < rightArr.length) { if (leftArr[i] < rightArr[j]) { arr[k++] = leftArr[i++]; } else { arr[k++] = rightArr[j++]; } } while (i < leftArr.length) { arr[k++] = leftArr[i++]; } while (j < rightArr.length) { arr[k++] = rightArr[j++]; } } } // 快速排序 public static void quickSort(int[] arr) { quickSort(arr, 0, arr.length - 1); } 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 - 1; for (int j = left; j < right; j++) { if (arr[j] < pivot) { i++; int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } int temp = arr[i + 1]; arr[i + 1] = arr[right]; arr[right] = temp; return i + 1; } // 堆排序 public static void heapSort(int[] arr) { int n = arr.length; for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) { heapify(arr, n, i); } for (int i = n - 1; i > 0; i--) { int temp = arr[0]; arr[0] = arr[i]; arr[i] = temp; heapify(arr, i, 0); } } private static void heapify(int[] arr, int n, int i) { int largest = i; int left = 2 * i + 1; int right = 2 * i + 2; if (left < n && arr[left] > arr[largest]) { largest = left; } if (right < n && arr[right] > arr[largest]) { largest = right; } if (largest != i) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[largest]; arr[largest] = temp; heapify(arr, n, largest); } } } ``` 输出结果: ``` Bubble Sort: 0ms Selection Sort: 0ms Insertion Sort: 0ms Shell Sort: 1ms Merge Sort: 4ms Quick Sort: 2ms Heap Sort: 2ms ``` 可以看出,在有序数据情况下,各排序算法的表现都非常优秀,基本都可以在毫秒级别内完成排序。
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