使用Java函数对数组进行排序的方法

在Java中，有多种方法可以对数组进行排序，主要包括以下几种常用的排序算法：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序和堆排序。

1. 冒泡排序（Bubble Sort）：

冒泡排序是一种简单但效率相对较低的排序算法。它通过多次遍历数组，每次比较相邻的两个元素大小并交换位置，将最大（或最小）的元素逐渐“冒泡”到数组的最末端。具体实现如下：

public static void bubbleSort(int[] arr) {
    if (arr == null || arr.length <= 1) {
        return;
    }
    int len = arr.length;
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

2. 选择排序（Selection Sort）：

选择排序是一种简单直观的排序算法。它通过从未排序的部分选择最小（或最大）的元素，并将其与未排序部分的 个元素交换位置，将最小（或最大）的元素逐渐移动到数组的开头。具体实现如下：

public static void selectionSort(int[] arr) {
    if (arr == null || arr.length <= 1) {
        return;
    }
    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;
            }
        }
        if (minIndex != i) {
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = temp;
        }
    }
}

3. 插入排序（Insertion Sort）：

插入排序是一种简单且稳定的排序算法。它通过构建有序序列，对未排序的元素逐个插入到有序序列的合适位置中，从而得到一个有序数组。具体实现如下：

public static void insertionSort(int[] arr) {
    if (arr == null || arr.length <= 1) {
        return;
    }
    int len = arr.length;
    for (int i = 1; i < len; 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;
    }
}

4. 快速排序（Quick Sort）：

快速排序是一种高效的排序算法，常被用作Java的默认排序算法。它通过选择一个基准元素，将数组分割为两个子数组，其中一部分元素都小于基准元素，另一部分元素都大于基准元素，并且不断递归地对子数组进行排序。具体实现如下：

public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (arr == null || arr.length <= 1 || low >= high) {
        return;
    }
    int i = low, j = high, pivot = arr[low];
    while (i < j) {
        while (i < j && arr[j] >= pivot) {
            j--;
        }
        if (i < j) {
            arr[i++] = arr[j];
        }
        while (i < j && arr[i] <= pivot) {
            i++;
        }
        if (i < j) {
            arr[j--] = arr[i];
        }
    }
    arr[i] = pivot;
    quickSort(arr, low, i - 1);
    quickSort(arr, i + 1, high);
}

5. 归并排序（Merge Sort）：

归并排序是一种分治算法，它将一个数组拆分成多个子数组，然后将这些子数组逐个合并成有序序列。具体实现如下：

public static void mergeSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (arr == null || arr.length <= 1 || low >= high) {
        return;
    }
    int mid = (low + high) / 2;
    mergeSort(arr, low, mid);
    mergeSort(arr, mid + 1, high);
    merge(arr, low, mid, high);
}

public static void merge(int[] arr, int low, int mid, int high) {
    int[] temp = new int[arr.length];
    int i = low, j = mid + 1, k = low;
    while (i <= mid && j <= high) {
        if (arr[i] <= arr[j]) {
            temp[k++] = arr[i++];
        } else {
            temp[k++] = arr[j++];
        }
    }
    while (i <= mid) {
        temp[k++] = arr[i++];
    }
    while (j <= high) {
        temp[k++] = arr[j++];
    }
    for (int m = low; m <= high; m++) {
        arr[m] = temp[m];
    }
}

6. 堆排序（Heap Sort）：

堆排序使用堆这种数据结构进行排序。它首先将数组构建为一个最大堆（或最小堆），然后不断将堆顶元素与数组末尾元素交换并重新调整堆，最终得到一个有序序列。具体实现如下：

public static void heapSort(int[] arr) {
    if (arr == null || arr.length <= 1) {
        return;
    }
    int len = arr.length;
    buildHeap(arr, len);
    for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
        swap(arr, 0, i);
        adjustHeap(arr, i, 0);
    }
}

public static void buildHeap(int[] arr, int len) {
    for (int i = len / 2 - 1; i >= 0; i--) {
        adjustHeap(arr, len, i);
    }
}

public static void adjustHeap(int[] arr, int len, int i) {
    int temp = arr[i];
    for (int k = 2 * i + 1; k < len; k = 2 * k + 1) {
        if (k + 1 < len && arr[k + 1] > arr[k]) {
            k++;
        }
        if (arr[k] > temp) {
            arr[i] = arr[k];
            i = k;
        } else {
            break;
        }
    }
    arr[i] = temp;
}

public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
    int temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
}

以上是对数组进行排序的几种常用方法，根据实际需求和数据量大小选择合适的排序算法，以获得更高的执行效率。