排序算法实现的Java函数

排序算法是计算机科学的基础知识之一，不同的排序算法适用于不同的场景，因此了解各种排序算法的原理以及实现方法是非常重要的。本文将介绍几种常用的排序算法在Java中的实现方法。

1. 冒泡排序

冒泡排序是最简单的排序算法之一，其思想是从左到右不断比较相邻元素，将较大的元素依次交换到右侧。经过一次循环后，最大的元素已被移动到数组的最右侧。重复该过程，直到整个数组都有序。

Java代码实现：

public static void bubbleSort(int[] arr) {
    int len = arr.length;
    boolean swapped;
    do {
        swapped = false;
        for (int i = 1; i < len; i++) {
            if (arr[i - 1] > arr[i]) {
                int temp = arr[i - 1];
                arr[i - 1] = arr[i];
                arr[i] = temp;
                swapped = true;
            }
        }
        len--;
    } while (swapped);
}

2. 选择排序

选择排序的思想是从未排序的子数组中选择最小元素，并将其放在已排序子数组的末尾。然后将下一个最小元素放在已排序子数组的末尾。以此类推，直到整个数组有序。

Java代码实现：

public static void selectionSort(int[] arr) {
    int len = arr.length;
    for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < len; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
}

3. 插入排序

插入排序的思想是将未排序的元素插入到已排序子数组的合适位置。从第二个元素开始，将其与前面已排序的元素依次比较，并将其插入到正确的位置。重复该步骤，直到整个数组有序。

Java代码实现：

public static void insertionSort(int[] arr) {
    int len = arr.length;
    for (int i = 1; i < len; i++) {
        int current = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > current) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = current;
    }
}

4. 快速排序

快速排序的思想是选择一个基准元素，将其他元素分为两个子数组，其中一个子数组的所有元素都小于基准元素，另一个子数组的所有元素都大于基准元素。然后对这两个子数组递归地进行排序。

Java代码实现：

public 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;
}

5. 归并排序

归并排序的思想是将待排序的数组分成两个子数组，对每个子数组递归地进行排序，然后将两个有序子数组合并为一个有序数组。归并排序也可以用于外部排序。

Java代码实现：

public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        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 x = 0; x < k; x++) {
        arr[left + x] = temp[x];
    }
}

总结

本文介绍了几种常用的排序算法在Java中的实现方法，包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。这些排序算法都是基于比较的排序算法，其时间复杂度为O(nlogn)或O(n*n)。在实际应用中，选择合适的排序算法非常重要，以提高程序的效率和性能。