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

  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。
 38 
 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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