Java中常用的排序算法有哪些？

1.冒泡排序(Bubble Sort)

import java.util.Arrays;//冒泡排序public class BubbleSort_01 {
	public static void main(String[] args) {
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};
		//记录比较次数
		int count=0;
		//i=0,第一轮比较
		for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
			//第一轮，两两比较
			for (int j = 0; j < a.length-1-i; j++) {
				if (a[j]>a[j+1]) {
					int temp=a[j];
					a[j]=a[j+1];
					a[j+1]=temp;
				}
				count++;
			}
		}
		System.out.println(Arrays.toString(a));//[2, 3, 4, 5, 15, 19, 26, 27, 36, 38, 44, 46, 47, 48, 50]
		System.out.println("一共比较了："+count+"次");//一共比较了：105次
	}}

冒泡排序的优化1:

import java.util.Arrays;public class BubbleSort1_01 {
	public static void main(String[] args) {
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};
		int count=0;
		for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
			boolean flag=true;
			for (int j = 0; j < a.length-1-i; j++) {
				if (a[j]>a[j+1]) {
					int temp=a[j];
					a[j]=a[j+1];
					a[j+1]=temp;
					flag=false;
				}
				count++;
			}
			if (flag) {
				break;
			}
		}
		System.out.println(Arrays.toString(a));// [2, 3, 4, 5, 15, 19, 26, 27, 36, 38, 44, 46, 47, 48, 50]
		System.out.println("一共比较了："+count+"次");//一共比较了：95次
	}}

2.选择排序(Select Sort)

import java.util.Arrays;//选择排序:先定义一个记录最小元素的下标，然后循环一次后面的，找到最小的元素，最后将他放到前面排序好的序列。public class SelectSort_02 {
	public static void main(String[] args) {
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};
		for (int i = 0; i < a.length-1; i++) {
			int index=i;//标记第一个为待比较的数
			for (int j = i+1; j < a.length; j++) { //然后从后面遍历与第一个数比较
				if (a[j]
3.插入排序(Insert Sort)
import java.util.Arrays;//插入排序:定义一个待插入的数，再定义一个待插入数的前一个数的下标，然后拿待插入数与前面的数组一一比较，最后交换。public class InsertSort_03 {
	public static void main(String[] args) {
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};
		for (int i = 0; i < a.length; i++) {  //长度不减1，是因为要留多一个位置方便插入数
			//定义待插入的数
			int insertValue=a[i];
			//找到待插入数的前一个数的下标
			int insertIndex=i-1;
			while (insertIndex>=0 && insertValue 
4.希尔排序(Shell Sort)
import java.util.Arrays;//希尔排序：插入排序的升级public class ShellSort_04 {
	public static void main(String[] args) {
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};
		int count=0;//比较次数
		for (int gap=a.length / 2; gap > 0; gap = gap / 2) {
			//将整个数组分为若干个子数组
			for (int i = gap; i < a.length; i++) {
				//遍历各组的元素
				for (int j = i - gap; j>=0; j=j-gap) {
					//交换元素
					if (a[j]>a[j+gap]) {
						int temp=a[j];
						a[j]=a[j+gap];
						a[j+gap]=temp;
						count++;
					}
				}
			}
		}
		System.out.println(count);//16
		System.out.println(Arrays.toString(a));//[2, 3, 4, 5, 15, 19, 26, 27, 36, 38, 44, 46, 47, 48, 50]
	}}
5.快速排序(Quick Sort)
参考这篇博客

import java.util.Arrays;//快速排序：冒泡排序的升华版public class QuickSort_05 {
	public static void main(String[] args) {
		//int a[]={50,1,12,2};
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};
		quicksort(a,0,a.length-1);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
	}
	private static void quicksort(int[] a, int low, int high) {
		int i,j;
		if (low>high) {
			return;
		}
		i=low;
		j=high;
		int temp=a[low];//基准位,low=length时，会报异常，java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 4 ，所以必须在if判断后面,就跳出方法。
		while(i=a[i] && i
6.归并排序(Merge Sort)
import java.util.Arrays;//归并排序public class MergeSort_06 {
	public static void main(String[] args) {
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};
		//int a[]={5,2,4,7,1,3,2,2};
		int temp[]=new int[a.length];
		mergesort(a,0,a.length-1,temp);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
	}
	private static void mergesort(int[] a, int left, int right, int[] temp) {
		//分解
		if (left
7.堆排序(Heap Sort)
堆排序
 第一步：构建初始堆buildHeap， 使用sink(arr,i, length)调整堆顶的值;
 第二步：将堆顶元素下沉 目的是将最大的元素浮到堆顶来，然后使用sink(arr, 0,length)调整;
 堆排序图解：链接
public class Heap_Sort_07 {
	public static void main(String[] args) {
		int a[]={3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48};	
		sort(a);
		System.out.println(Arrays.toString(a));
	}
    public static void sort(int[] arr) {
        int length = arr.length;
        //构建堆
        buildHeap(arr,length);
        for ( int i = length - 1; i > 0; i-- ) {
            //将堆顶元素与末位元素调换
            int temp = arr[0];
            arr[0] = arr[i];
            arr[i] = temp;
            //数组长度-1 隐藏堆尾元素
            length--;
            //将堆顶元素下沉 目的是将最大的元素浮到堆顶来
            sink(arr, 0,length);
        }
    }
    private static void buildHeap(int[] arr, int length) {
        for (int i = length / 2; i >= 0; i--) {
            sink(arr,i, length);
        }
    }
    
    private static void sink(int[] arr, int index, int length) {
        int leftChild = 2 * index + 1;//左子节点下标
        int rightChild = 2 * index + 2;//右子节点下标
        int present = index;//要调整的节点下标

        //下沉左边
        if (leftChild < length && arr[leftChild] > arr[present]) {
            present = leftChild;
        }

        //下沉右边
        if (rightChild < length && arr[rightChild] > arr[present]) {
            present = rightChild;
        }

        //如果下标不相等 证明调换过了
        if (present != index) {
            //交换值
            int temp = arr[index];
            arr[index] = arr[present];
            arr[present] = temp;

            //继续下沉
            sink(arr, present, length);
        }
    }}
8.计数排序 (Count Sort)
参考链接
 算法的步骤如下：
找出待排序的数组array中最大的元素max
统计数组中每个值为 i 的元素出现的次数，存入数组 count 的第 i 项
对所有的计数累加（从 count中的第一个元素开始，每一项和前一项相加）
反向填充目标数组：将每个元素 i 放在新数组的第 count [i] 项，每放一个元素就将 count [i] 减去
import java.util.Arrays;public class CountSort_08 {
	public static void main(String[] args) {
		int[] array = { 4, 2, 2, 8, 3, 3, 1 };
		// 找到数组中最大的值 ---> max:8
		int max = findMaxElement(array);
		int[] sortedArr = countingSort(array, max + 1);
		System.out.println("计数排序后的数组： " + Arrays.toString(sortedArr));
	}
	private static int findMaxElement(int[] array) {
		int max = array[0];
		for (int val : array) {
			if (val > max)
				max = val;
		}
		return max;
	}
	private static int[] countingSort(int[] array, int range) { //range:8+1
		int[] output = new int[array.length]; 
		int[] count = new int[range];
		//初始化： count1数组
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			count[array[i]]++;
		}
		//计数： count2数组，累加次数后的，这里用count2区分
		for (int i = 1; i < range; i++) {
			count[i] = count[i] + count[i - 1];
		}
		//排序：最后数组
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			output[count[array[i]] - 1] = array[i];
			count[array[i]]--;
		}
		return output;
	}}
9.桶排序(Bucket Sort)
参考链接
桶排序可以看成是计数排序的升级版，它将要排的数据分到多个有序的桶里，每个桶里的数据再单独排序，再把每个桶的数据依次取出，即可完成排序。
 桶排序：将值为i的元素放入i号桶，最后依次把桶里的元素倒出来。
桶排序序思路：
设置一个定量的数组当作空桶子。
寻访序列，并且把项目一个一个放到对应的桶子去。
对每个不是空的桶子进行排序。
从不是空的桶子里把项目再放回原来的序列中。
public class BucketSort_09 {
    public static void sort(int[] arr){
        //最大最小值
        int max = arr[0];
        int min = arr[0];
        int length = arr.length;

        for(int i=1; i max) {
                max = arr[i];
            } else if(arr[i] < min) {
                min = arr[i];
            }
        }

        //最大值和最小值的差
        int diff = max - min;

        //桶列表
        ArrayList> bucketList = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < length; i++){
            bucketList.add(new ArrayList<>());
        }

        //每个桶的存数区间
        float section = (float) diff / (float) (length - 1);

        //数据入桶
        for(int i = 0; i < length; i++){
            //当前数除以区间得出存放桶的位置 减1后得出桶的下标
            int num = (int) (arr[i] / section) - 1;
            if(num < 0){
                num = 0;
            }
            bucketList.get(num).add(arr[i]);
        }

        //桶内排序
        for(int i = 0; i < bucketList.size(); i++){
            //jdk的排序速度当然信得过
            Collections.sort(bucketList.get(i));
        }

        //写入原数组
        int index = 0;
        for(ArrayList arrayList : bucketList){
            for(int value : arrayList){
                arr[index] = value;
                index++;
            }
        }
    }}
10.基数排序(Raix Sort)
我们假设有一个待排序数组[53，3，542，748，14，214]，那么如何使用基数排序对其进行排序呢？
 首先我们有这样的十个一维数组，在基数排序中也叫桶。用桶排序实现。
第一轮，以元素的个位数进行区分：[542，53，3，14，214,748]
第二轮，以元素的十位数进行区分：[3，14，214，542，748，53]
第三轮，以元素的百位数进行区分：[3，14，53，214，542，748]
import java.util.Arrays;public class RaixSort_10 {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = { 53, 3, 542, 748, 14, 214 };

		// 得到数组中最大的数
		int max = arr[0];// 假设第一个数就是数组中的最大数
		for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
			if (arr[i] > max) {
				max = arr[i];
			}
		}
		// 得到最大数是几位数
		// 通过拼接一个空串将其变为字符串进而求得字符串的长度，即为位数
		int maxLength = (max + "").length();

		// 定义一个二维数组，模拟桶，每个桶就是一个一维数组
		// 为了防止放入数据的时候桶溢出，我们应该尽量将桶的容量设置得大一些
		int[][] bucket = new int[10][arr.length];
		// 记录每个桶中实际存放的元素个数
		// 定义一个一维数组来记录每个桶中每次放入的元素个数
		int[] bucketElementCounts = new int[10];

		// 通过变量n帮助取出元素位数上的数
		for (int i = 0, n = 1; i < maxLength; i++, n *= 10) {
			for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
				// 针对每个元素的位数进行处理
				int digitOfElement = arr[j] / n % 10;
				// 将元素放入对应的桶中
				// bucketElementCounts[digitOfElement]就是桶中的元素个数，初始为0，放在第一位
				bucket[digitOfElement][bucketElementCounts[digitOfElement]] = arr[j];
				// 将桶中的元素个数++
				// 这样接下来的元素就可以排在前面的元素后面
				bucketElementCounts[digitOfElement]++;
			}
			// 按照桶的顺序取出数据并放回原数组
			int index = 0;
			for (int k = 0; k < bucket.length; k++) {
				// 如果桶中有数据，才取出放回原数组
				if (bucketElementCounts[k] != 0) {
					// 说明桶中有数据，对该桶进行遍历
					for (int l = 0; l < bucketElementCounts[k]; l++) {
						// 取出元素放回原数组
						arr[index++] = bucket[k][l];
					}
				}
				// 每轮处理后，需要将每个bucketElementCounts[k]置0
				bucketElementCounts[k] = 0;
			}
		}
		System.out.println(Arrays.toString(arr));//[3, 14, 53, 214, 542, 748]
	}}
基数排序是用空间换时间的经典算法,当数据足够多时，达到几千万级别时内存空间可能不够用了，发生堆内存溢出