高效实现 Java 中的排序算法112

在计算机科学领域，排序算法是用于将数据集合中的元素按照特定顺序排列的 fondamentale 技术。Java 作为一种流行的编程语言，提供了广泛的库和内置方法来高效地实现各种排序算法。本文将深入探讨 Java 中常见的排序算法，并提供它们的代码示例和复杂度分析。

冒泡排序

冒泡排序是一种简单的比较排序算法，通过不断比较相邻元素并交换不正确排序的元素来遍历数据集合。每次迭代都会找到并冒泡出集合中的最大元素。其 Java 代码实现如下：```java
public static void bubbleSort(int[] arr) {
int n = ;
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;
}
}
}
}
```

冒泡排序的时间复杂度为 O(n²)，其中 n 是数据集合的大小。

选择排序

选择排序也是一种比较排序算法，通过在每次迭代中找到集合中的最小元素并将其与当前元素交换来工作。其 Java 代码实现如下：```java
public static void selectionSort(int[] arr) {
int n = ;
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[i];
arr[i] = arr[minIndex];
arr[minIndex] = temp;
}
}
```

选择排序的时间复杂度也为 O(n²)。

插入排序

插入排序是一种高效的比较排序算法，对于接近有序的数据集合特别有效。它通过将每个元素插入到其排序位置来工作。其 Java 代码实现如下：```java
public static void insertionSort(int[] arr) {
int n = ;
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;
}
}
```

插入排序的平均时间复杂度为 O(n²)，但对于接近有序的数据集合，其时间复杂度可以达到 O(n)。

归并排序

归并排序是一种分治排序算法，它将数据集合递归地分成更小的子集合，对子集合进行排序，然后将排序后的子集合合并成一个排序后的集合。其 Java 代码实现如下：```java
public static void mergeSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int mid = (left + right) / 2;
mergeSort(arr, left, mid);
mergeSort(arr, mid + 1, right);
merge(arr, left, mid, right);
}
}
private static void merge(int[] arr, int left, int mid, int right) {
int[] temp = new int[right - left + 1];
int i = left;
int j = mid + 1;
int k = 0;
while (i

2024-10-12

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