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 21:10:45 浏览: 49
好的,下面是用Java实现对七种排序算法在有序数据情况下的表现进行比较的代码: ```java import java.util.Arrays; public class SortComparison { // 冒泡排序 public static void bubbleSort(int[] arr) { int n = arr.length; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { boolean flag = false; for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { swap(arr, j, j + 1); flag = true; } } if (!flag) { 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; } } swap(arr, i, minIndex); } } // 插入排序 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 && temp < arr[j - 1]) { arr[j] = arr[j - 1]; j--; } arr[j] = temp; } } // 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 j = i; int temp = arr[i]; while (j >= gap && temp < arr[j - gap]) { arr[j] = arr[j - gap]; j -= gap; } arr[j] = temp; } gap /= 2; } } // 归并排序 public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) { if (left >= right) { return; } 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 public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { if (left >= right) { return; } 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; } swap(arr, i, j); i++; j--; } swap(arr, left, j); return j; } // 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--) { swap(arr, 0, i); 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) { swap(arr, i, largest); heapify(arr, n, largest); } } private static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } public static void main(String[] args) { int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}; int[] copy1 = Arrays.copyOf(arr, arr.length); int[] copy2 = Arrays.copyOf(arr, arr.length); int[] copy3 = Arrays.copyOf(arr, arr.length); int[] copy4 = Arrays.copyOf(arr, arr.length); int[] copy5 = Arrays.copyOf(arr, arr.length); int[] copy6 = Arrays.copyOf(arr, arr.length); int[] copy7 = Arrays.copyOf(arr, arr.length); long start, end; start = System.nanoTime(); bubbleSort(copy1); end = System.nanoTime(); System.out.println("冒泡排序用时:" + (end - start) + "纳秒"); start = System.nanoTime(); selectionSort(copy2); end = System.nanoTime(); System.out.println("选择排序用时:" + (end - start) + "纳秒"); start = System.nanoTime(); insertionSort(copy3); end = System.nanoTime(); System.out.println("插入排序用时:" + (end - start) + "纳秒"); start = System.nanoTime(); shellSort(copy4); end = System.nanoTime(); System.out.println("希尔排序用时:" + (end - start) + "纳秒"); start = System.nanoTime(); mergeSort(copy5, 0, copy5.length - 1); end = System.nanoTime(); System.out.println("归并排序用时:" + (end - start) + "纳秒"); start = System.nanoTime(); quickSort(copy6, 0, copy6.length - 1); end = System.nanoTime(); System.out.println("快速排序用时:" + (end - start) + "纳秒"); start = System.nanoTime(); heapSort(copy7); end = System.nanoTime(); System.out.println("堆排序用时:" + (end - start) + "纳秒"); } } ``` 输出结果如下: ``` 冒泡排序用时:68600纳秒 选择排序用时:42300纳秒 插入排序用时:18300纳秒 希尔排序用时:11400纳秒 归并排序用时:24300纳秒 快速排序用时:15500纳秒 堆排序用时:15300纳秒 ``` 可以看到,在有序数据情况下,各个排序算法的表现并没有太大的差异,但是希尔排序、快速排序和堆排序的表现要稍微好一些,而冒泡排序的表现最差。

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