三种基本排序的实现及其效率对比：冒泡排序、选择排序和插入排序

2023年10月26日 111次阅读 
  1 public class ThreeTypesOfBaseSort {
  2 　　//    ========================== 三种基本排序的效率对比 ============================
  3 　　public static void main(String[] args) {
  4 　　　　ThreeTypesOfBaseSort sort = new ThreeTypesOfBaseSort();
  5 
  6 　　　　// 测试百万级别的数组排序，看三种基本排序的的效率差别：
  7 　　　　int number = 500000;
  8 　　　　int[] array = new int[number];
  9 　　　　int[] array1 = new int[number];
 10 　　　　int[] array2 = new int[number];
 11 　　　　for(int i = 0; i < array.length; i++) {
 12 　　　　　　int temp = new Random().nextInt(number);
 13 　　　　　　array[i] = temp;
 14 　　　　　　array1[i] = temp;
 15 　　　　　　array2[i] = temp;
 16 　　　　}
 17 　　　　System.out.println("数组准备完毕~");
 18 
 19 　　　　long start1 = System.currentTimeMillis();
 20 　　　　sort.bubbleSort(array);
 21 　　　　long end1 = System.currentTimeMillis();
 22 　　　　System.out.println("bubbleSort 用时：" + (end1 - start1));//测试结果：当元素个数为5万时：4157。50万：430255。100万：1644079
 23 
 24 　　　　long start2 = System.currentTimeMillis();
 25 　　　　sort.selectionSort(array1);
 26 　　　　long end2 = System.currentTimeMillis();
 27 　　　　System.out.println("selectSort 用时：" + (end2 - start2));//5万：727。50万：74253。100万：281276 ==》选择排序比冒泡快了5.7倍。
 28 
 29 　　　　long start3 = System.currentTimeMillis();
 30 　　　　sort.insertionSort(array2);
 31 　　　　long end3 = System.currentTimeMillis();
 32 　　　　System.out.println("insertionSort 用时：" + (end3 - start3));//5万：827。50万：84644。 ==》插入排序比选择排序稍慢一点。
 33 　　}
 34 
 35 　　//    ========================== BubbleSort ============================
 36 　　/**
 37 　　* 冒泡排序：相邻的两个数进行比较，如果是从小到大排序，则将较大的那个数放后，每次都要交换。
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 39 　　* 冒泡排序的优化思路：
 40 　　* 　　    ① 判空；
 41 　　* 　　    ② 元素的个数很特殊时：个数为0、1时；
 42 　　* 　　    ③ 数组已经是有序的，或者是数组里所有元素都相同：
 43 　　*/
 44 　　public void bubbleSort(int[] target){
 45 　　　　if(target == null){
 46 　　　　　　return;
 47 　　　　}
 48 　　　　boolean tag = true;//如果数组是有序的，则不需要再进行交换。
 49 　　　　for(int i = 0; i < target.length -1 && tag; i++){//外层循环：控制比较的组数：（元素个数-1）次。
 50 　　　　　　tag = false;
 51 　　　　　　for(int j = 0; j < target.length - i - 1; j++){//内层循环：控制比较的元素：每组比较都从第一个元素开始比较，把每次比较时的max移到后面去，每组的比较次数=target.length-1-i。
 52 　　　　　　　　if(target[j] > target[j + 1]){
 53 　　　　　　　　　　int temp = target[j];
 54 　　　　　　　　　　target[j] = target[j + 1];
 55 　　　　　　　　　　target[j + 1] = temp;
 56 　　　　　　　　　　tag = true;
 57 　　　　　　　　}
 58 　　　　　　}
 59 　　　　}
 60 　　}
 61 
 62 　　//    ======================= SelectionSort ============================
 63 　　/**
 64 　　* 选择排序：
 65 　　* 　　第一趟从n个元素的数据序列中选出关键字最小/大的元素并放在最前位置，
 66 　　* 　　下一趟从n-1个元素中选出最小/大的元素并放在未排好序元素的最前位置。以此类推，经过n-1趟完成排序。
 67 　　*/
 68 　　public void selectionSort(int[] target){
 69 　　　　if(target == null){
 70 　　　　　　return;
 71 　　　　}
 72 　　　　for(int i = 0; i < target.length - 1; i++){
 73 　　　　　　int tempIndex = i;
 74 　　　　　　for(int j = i + 1; j < target.length; j++){
 75 　　　　　　　　if(target[tempIndex] > target[j]){
 76 　　　　　　　　　　tempIndex = j;
 77 　　　　　　　　}
 78 　　　　　　}
 79 　　　　int temp = target[tempIndex];
 80 　　　　target[tempIndex] = target[i];
 81 　　　　target[i] = temp;
 82 　　　　}
 83 　　}
 84 
 85 　　//    ===================== insertSort ====================================
 86 　　/**
 87 　　* 插入排序：将一个数据插入到已经排好序的有序数据中（一般默认第一个元素是有序的，比较从第二个元素开始），
 88 　　* 从而得到一个新的、个数加一的有序数据，算法适用于少量数据的排序。
 89 　　*/
 90 　　public void insertionSort(int[] target){
 91 　　　　if(target == null){
 92 　　　　　　return;
 93 　　　　}
 94 　　　　//外层循环控制比较的组数；
 95 　　　　for(int i = 0; i < target.length - 1; i++){
 96 　　　　　　//内层循环负责找出该组比较中，在已排好序数组之后的第一个无序的元素，并通过比较将这个无序元素插入到有序数组中。
 97 　　　　　　for(int j = i + 1; j > 0; j--){
 98 　　　　　　　　if(target[j - 1] > target[j]){
 99 　　　　　　　　　　int temp = target[j];
100 　　　　　　　　　　target[j] = target[j - 1];
101 　　　　　　　　　　target[j - 1] = temp;
102 　　　　　　　　}else{
103 　　　　　　　　　　break;
104 　　　　　　　　}
105 　　　　　　}
106 　　　　}
107 　　}
108 }

 

测试结果：

　　时间单位：毫秒
　　1. 冒泡排序：5万个元素的排序：4157。  50万：430255。  100万：1644079
　　2. 选择排序：5万：727。                         50万：74253。     100万：281276
　　3. 插入排序：5万：827。                         50万：84644。
　　4. 快速排序：5万：11。                           50万：66。            100万：136。

 

总结：
　　选择排序 > 插入排序 > 冒泡排序；
　　选择排序比插入排序快了1.1倍，比冒泡排序快了越5.7倍；

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