Java编程：实现排序算法的高效方法

在Java中，我们可以使用多种排序算法来实现高效排序。以下是一些常见的排序算法及其实现：

1. 插入排序（Insertion Sort）

插入排序是一种简单的排序算法，它通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。实现插入排序的代码如下：

```java

public static void insertionSort(int[] arr) {

for (int i = 1; i < arr.length; i++) {

int key = arr[i];

int j = i
• 1;

while (j >= 0 && arr[j] > key) {

arr[j + 1] = arr[j];

j = j
• 1;

}

arr[j + 1] = key;

}

}

```

2. 选择排序（Selection Sort）

选择排序是简单直观的排序算法，它每次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的数据元素排完。实现选择排序的代码如下：

```java

public static void selectionSort(int[] arr) {

for (int i = 0; i < arr.length
• 1; i++) {

int minIndex = i;

for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {

if (arr[j] < arr[minIndex]) {

minIndex = j;

}

}

if (minIndex != i) {

int temp = arr[i];

arr[i] = arr[minIndex];

arr[minIndex] = temp;

}

}

}

```

3. 快速排序（Quick Sort）

快速排序是一种高效的排序算法，它采用分治法（Divide and Conquer）的思想来达到排序的目的。实现快速排序的代码如下：

```java

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);

}

}

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;

}

```

4. 堆排序（Heap Sort）

堆排序是一种基于比较的排序算法，它利用二叉堆的特性进行排序。实现堆排序的代码如下：

```java

public static void heapify(int[] arr, int n, int i) {

int largest = i; // Initialize largest as root

int left = 2 * i + 1; // left = 2*i+1

int right = 2 * i + 2; // right = 2*i+2

if (left < n && arr[left] > arr[largest]) { // If left child is larger than largest so far

largest = left; // Update largest

}

if (right < n && arr[right] > arr[largest]) { // If right child is larger than largest so far

largest = right; // Update largest

}

if (largest != i) { // If largest is not root

// Swap arr[i] and arr[largest]

int temp = arr[i];

arr[i] = arr[largest];

arr[largest] = temp;

// Heapify the affected sub-tree

heapify(arr, n, largest);

}

}

```

5. 归并排序（Merge Sort）

归并排序是一种分治策略的排序算法，它将数组分成两半，然后递归地对这两半进行排序，最后将两个有序的子数组合并成一个完整的有序数组。实现归并排序的代码如下：

```java

public static void mergeSort(int[] arr, int l, int r) {

if (l < r) {

int m = (l + r) / 2;

mergeSort(arr, l, m); // Recursively sort first half

mergeSort(arr, m + 1, r); // Recursively sort second half

merge(arr, l, m, r); // Merge sorted halves

}

}

private static void merge(int[] arr, int l, int m, int r) {

// Create temp arrays

int n1 = m
• l + 1; // Number of elements in first subarray
int n2 = r
• m; // Number of elements in second subarray

// Copy data to temp arrays copy[][]

int[] copy = new int[n1]; // Create temp arrays

System.arraycopy(arr, l, copy, 0, n1); // Copy data to first subarray

System.arraycopy(arr, m + 1, copy, n1, n2); // Copy data to second subarray

// Merge the temp back into original array in order準則

int i = 0, j = 0, k = l著; // Index of first element in result array平臺

while (i < n1 and j < n2) { // Check till we have exhausted one or both subarrays

if (copy[i] <= copy[j]) { // If current element in first subarray is smaller than or equal to current element in second subarray

arr[k] = copy[i]; // Put this in result array

i++; // Increment index of first element in result array

} else { // If current element in second subarray is smaller than or equal to current element in first subarray

arr[k] = copy[j]; // Put this in result array

j++; // Increment index of second element in result array

}

k++; // Increment index of the result array

}

}

```