Java排序算法详解：冒泡、快速、选择、归并与基数排序

"本资源主要介绍了Java编程中的基本排序算法，包括直接插入排序、折半插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序、归并排序和基数排序。同时，还提供了一个用于测试排序算法的SortTest类，其中包含了创建随机数组、打印数组以及交换数组元素的方法，并且实现了冒泡排序的升序和降序版本。" 在Java编程中，掌握基本的排序算法对于提升程序性能至关重要。以下是对这些算法的详细说明： 1. **插入排序**： - **直接插入排序**：将未排序的元素逐个与已排序的序列进行比较，找到合适的位置插入，时间复杂度为O(n^2)。 - **折半插入排序**：改进版的插入排序，通过二分查找确定插入位置，降低了比较次数，但总体时间复杂度仍为O(n^2)。 - **希尔排序**：基于插入排序的优化，通过增量序列将待排序元素分组，对每组进行插入排序，最后再进行一次插入排序，时间复杂度可以达到O(nlogn)，但在最坏情况下仍为O(n^2)。 2. **交换排序**： - **冒泡排序**：通过不断交换相邻的逆序元素来逐步推进排序，最坏、最好和平均时间复杂度均为O(n^2)。 - **快速排序**：使用分治策略，选取一个基准元素，将数组分为两部分，小于基准的放左边，大于的放右边，然后递归地对这两部分进行快速排序，平均时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况为O(n^2)。 3. **选择排序**： - **直接选择排序**：每次从未排序的部分中找到最小（或最大）元素，与未排序部分的第一个元素交换，时间复杂度为O(n^2)。 - **堆排序**：利用堆这种数据结构进行排序，先构建大顶堆或小顶堆，然后将堆顶元素与末尾元素交换，调整堆，重复此过程，时间复杂度为O(nlogn)。 4. **归并排序**： - 归并排序是分治法的应用，将数组分成两半，分别进行排序，然后合并两个有序数组，时间复杂度为O(nlogn)，稳定排序。 5. **基数排序**： - 基于数字的位数进行排序，适合处理包含相同元素的大量数据，时间复杂度为O(d*(n+r))，其中d是最大数字的位数，r是基数。 在提供的SortTest类中，`createArray()`方法用于生成包含10个随机整数的数组，`printArray()`方法用于打印数组内容，`swap()`方法用于交换数组中指定位置的元素。`bubbleSort()`方法实现了冒泡排序，可以根据参数`sortType`决定是升序还是降序排序。尽管这里只展示了冒泡排序，但其他排序算法如快速排序、插入排序等也可以按照类似思路实现。在实际编程中，应根据数据规模和特性选择合适的排序算法，以达到最优的时间和空间效率。