使用Java编写数据排序的10个函数

1. 冒泡排序（Bubble Sort）：通过相邻元素的比较和交换来将最大的元素逐步移动到末尾，直至整个数组有序。

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;
            }
        }
    }
}

2. 选择排序（Selection Sort）：每次循环找到数组中最小的元素，将其和当前位置交换。

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;
    }
}

3. 插入排序（Insertion Sort）：将数组分为已排序和未排序两部分，依次将未排序的元素插入到已排序的部分。

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;
    }
}

4. 快速排序（Quick Sort）：选择一个基准元素，将数组分为比基准元素小和大的两部分，递归地对这两部分进行排序。

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

public 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;
}

5. 归并排序（Merge Sort）：将数组分为两半，分别对两半进行归并排序，然后将两个有序的部分归并成一个新的有序数组。

public static void mergeSort(int[] arr, int l, int r) {
    if (l < r) {
        int m = (l+r) / 2;
        mergeSort(arr, l, m);
        mergeSort(arr, m+1, r);
        merge(arr, l, m, r);
    }
}

public static void merge(int[] arr, int l, int m, int r) {
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;
    int[] left = new int[n1];
    int[] right = new int[n2];
    for (int i = 0; i < n1; i++) {
        left[i] = arr[l+i];
    }
    for (int j = 0; j < n2; j++) {
        right[j] = arr[m+1+j];
    }
    int i = 0, j = 0, k = l;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (left[i] <= right[j]) {
            arr[k] = left[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = right[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i < n1) {
        arr[k] = left[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = right[j];
        j++;
        k++;
    }
}

6. 希尔排序（Shell Sort）：根据步长将数组分组，对每组进行插入排序，然后逐渐减小步长并重复这个过程。

public static void shellSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int gap = n/2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (int i = gap; i < n; i++) {
            int key = arr[i];
            int j = i;
            while (j >= gap && arr[j-gap] > key) {
                arr[j] = arr[j-gap];
                j -= gap;
            }
            arr[j] = key;
        }
    }
}

7. 堆排序（Heap Sort）：构建最大堆，然后将根节点与最后一个节点交换，重新调整最大堆，再重复这个过程。

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);
    }
}

public 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);
    }
}

8. 计数排序（Counting Sort）：统计数组中每个元素出现的次数，然后根据统计结果将元素放回数组。

public static void countingSort(int[] arr) {
    int n = arr.length;
    int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();
    int min = Arrays.stream(arr).min().getAsInt();
    int range = max - min + 1;
    int[] count = new int[range];
    int[] output = new int[n];
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        count[arr[i]-min]++;
    }
    for (int i = 1; i < range; i++) {
        count[i] += count[i-1];
    }
    for (int i = n-1; i >= 0; i--) {
        output[count[arr[i]-min]-1] = arr[i];
        count[arr[i]-min]--;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = output[i];
    }
}

9. 桶排序（Bucket Sort）：将元素分配到不同的桶中，对每个桶进行排序，然后合并所有的桶。

`java

public static void bucketSort(int[] arr) {

int n = arr.length;

int max = Arrays.stream(arr).max().getAsInt();

int min = Arrays.stream(arr).min().getAsInt();

int range = max - min + 1;

int bucketSize = Math.max(1, range/n);

int bucketCount = range / bucketSize + 1;

List<List<Integer>> buckets = new ArrayList<>(bucketCount);

for (int i = 0; i < bucketCount; i++) {

buckets.add(new ArrayList<>());

}

for (int i = 0; i < n; i++) {

int bucketIndex = (arr[i] - min) / bucketSize;

buckets.get(bucketIndex).add(arr[i]);

}

int k = 0;

for (int i = 0; i < bucketCount; i++) {

List<Integer> bucket = buckets.get(i);

Collections.sort(bucket);

for (int num: bucket) {

arr