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：

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。