Java中如何实现基本排序算法的函数

在Java中，可以通过编写函数来实现基本的排序算法。以下将介绍几种常见的排序算法及其实现方式。

一、冒泡排序（Bubble Sort）

冒泡排序算法的基本思想是通过相邻元素的两两比较，将较大的元素往后移动，每一轮都可以确定一个最大值。

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

二、选择排序（Selection Sort）

选择排序算法的基本思想是通过每一轮的遍历选择最小的元素，并将其放置到已排序的区域。

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;
            }
        }
        int temp = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}

三、插入排序（Insertion Sort）

插入排序算法的基本思想是将未排序的元素一个个插入到已排序的区域中。

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

四、快速排序（Quick Sort）

快速排序算法的基本思想是通过一次划分将数组分成两个子数组，然后对子数组进行递归排序。

public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivotIndex = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
    }
}

private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j < high; 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[high];
    arr[high] = temp;
    return i + 1;
}

五、归并排序（Merge Sort）

归并排序算法的基本思想是将数组分成两个子数组，分别对子数组进行排序，然后再将两个子数组合并成一个有序数组。

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

private static void merge(int[] arr, int low, int mid, int high) {
    int n1 = mid - low + 1;
    int n2 = high - mid;
    int[] leftArr = new int[n1];
    int[] rightArr = new int[n2];
    for (int i = 0; i < n1; i++) {
        leftArr[i] = arr[low + i];
    }
    for (int j = 0; j < n2; j++) {
        rightArr[j] = arr[mid + 1 + j];
    }
    int i = 0, j = 0, k = low;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (leftArr[i] <= rightArr[j]) {
            arr[k] = leftArr[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = rightArr[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i < n1) {
        arr[k] = leftArr[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = rightArr[j];
        j++;
        k++;
    }
}

六、堆排序（Heap Sort）

堆排序算法的基本思想是通过建立大顶堆（或小顶堆），将最大（最小）元素与堆顶交换，并重新调整堆。

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--) {
        int temp = arr[0];
        arr[0] = arr[i];
        arr[i] = temp;
        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) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[largest];
        arr[largest] = temp;
        heapify(arr, n, largest);
    }
}

以上是几种常见的基本排序算法的Java实现方式，它们分别具有不同的时间和空间复杂度，可以根据实际需求选择合适的算法。