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几种基础算法

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冒泡算法

每次遍历进行i与i+1的值进行比较，把大的值都往数组后面丢，保证了数组末尾的元素为最大。

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public static int[] test1(int[] arr) {
    int temp;
    for(int i=arr.length-1;i>0;i--) {
        for(int j=0;j<i;j++) {
            // 前者如果小于后者，就调换
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                temp = arr[j+1];
                arr[j+1] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }
    System.out.println(change(arr));
    return arr;
}

选择算法

对于冒泡是同个理念，不过减少了交换的次数。从左往右遍历，基于左边界的值进行比较，找到最小的元素进行替换，保证左边界的值是最小的。

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public static void test2(int[] arr) {
    int temp;
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
        for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
            // 参照物 > 目标，交换
            if(arr[i] > arr[j]) {
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }
    System.out.println(change(arr));
}

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插入算法

从左往右，每次都以i+1为右边界，然后i+1的元素需要插入已经排好序的[0,i]的数组里，从后面一直比较到前面，遍历从i到0，只要有元素大于i+1那个元素就交换，最后插入成功后[0,i+1]就是排好序的数组了。

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public static void test3(int[] arr) {
    int temp;
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
        for (int j = i+1; j > 0; j--) {
            // 前者 > 后者，交换;
            if(arr[j-1] > arr[j]) {
                temp = arr[j-1];
                arr[j-1] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }
    System.out.println(change(arr));
}

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希尔排序

缩小增量排序，每次都以rightStart=k为右边界的开始遍历，然后以比较0+k与k+k的方式遍历数组，前者大于后者就替换，直到k=0

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public static void test4(int[] arr) {
    int temp;
    int k = arr.length/2;
    while (k != 0) {
        for (int rightStart = k; rightStart < arr.length; rightStart++) {
            int left = rightStart - k;
            int right = rightStart;
            // 每次都是左右俩边对比
            while (right < arr.length) {
                if(arr[left] > arr[right]) {
                    temp = arr[left];
                    arr[left] = arr[right];
                    arr[right] = temp;
                }
                left += k;
                right += k;
            }
        }
        k /= 2;
    }
    System.out.println(change(arr));
}

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归并算法

把大数组拆分成小数组不断进行比较排序得到最终结果。比如{1,2,3,4} => {1,2},{3.4} => {1}, {2},{3},{4}。
每次比较都需要新建一个临时一样大小的数组用来转比较结果。

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public static void test51(int[] arr) {
    test52(arr, 0, arr.length - 1);
    System.out.println(change(arr));
}
// 归并2
public static void test52(int[] arr, int left, int right) {
    if(left == right) {
        return;
    }
    int mid = (right + left) / 2;
    test52(arr, left, mid);
    test52(arr, mid + 1, right);
    test53(arr, left, mid, right);
}

// 归并3
public static void test53(int[] arr, int left, int mid, int right) {
    // 比较2个数组的元素大小，设置到left 到 right里
    int leftIndex = left;
    int rightIndex = mid + 1;
    // 插入的临时排好序的数组;
    int[] tempArr = new int[right - left + 1];
    int tempIndex = 0;
    // 左边的界限为 left ---- mid，右边为 mid + 1  ----  right
    while(leftIndex <= mid && rightIndex <= right) {
        // 谁小，就设置谁
        if(arr[leftIndex] < arr[rightIndex]) {
            tempArr[tempIndex++] = arr[leftIndex++];
        } else {
            tempArr[tempIndex++] = arr[rightIndex++];
        }
    }

    // 遍历完，肯定只有一边的数组剩余，没加到临时数组里，加上
    while (leftIndex <= mid) {
        tempArr[tempIndex++] = arr[leftIndex++];
    }
    while (rightIndex <= right) {
        tempArr[tempIndex++] = arr[rightIndex++];
    }
    // 最后遍历设置到原数组里
    tempIndex = 0;
    for (int i = left;i<=right;i++) {
        arr[i] = tempArr[tempIndex++];
    }
}

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快速排序

思想跟归并是差不多的，都是分治。快排都会以左边界的元素为参照物，然后把比它小的往左边丢，大的就往右边丢。

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// 快排1
public static void test61(int[] arr) {
    test62(arr, 0, arr.length - 1);
    System.out.println(change(arr));
}

// 快排2
public static void test62(int[] arr,int left, int right) {
   if(left >= right) {
       return;
   }
   // 参考物
   int referenceIndex = left;
   int reference = arr[left];

   // 结束点
   int endIndex = right;

   int temp;
   int tempIndex = left;
   while (left < right) {

       // 右边边 > reference, 右边++
       while (left < right && arr[right] >= reference) {
           right--;
       }

       // 左边 < reference, 左边++
       while (left < right && arr[left] <= reference) {
           left++;
       }

       // 左边 > reference , 右边 < reference,就交换
       if(arr[left] > reference && arr[right] < reference) {
           temp = arr[left];
           arr[left] = arr[right];
           arr[right] = temp;
       }
       // 找到了中间点
       if(left == right) {
           tempIndex = left;
       }
   }
   // 交换参照物到指定位置，实现左边 < tempIndex < 右边
   temp = arr[referenceIndex];
   arr[referenceIndex] = arr[tempIndex];
   arr[tempIndex] = temp;

   // 往左边跟右边继续
   test62(arr, referenceIndex, tempIndex);
   test62(arr, tempIndex+1, endIndex);

}