【经典算法】N002：排序三剑客

选择排序（Selection sort）、插入排序（Insertion sort）与气泡排序（Bubble sort）这三个排序方式是初学排序所必须知道的三个基本排序方式，它们由于速度不快而不实用（平均与最快的时间复杂度都是O(n^2))，但是它们排序的方式仍然值得我们学习与探讨。

2.1 选择排序

将要排序的对象分作两部份，一个是已排序的，一个是未排序的，从后端未排序部份选择一个最小值，并放入前端已排序部份的最后一个。

排序前：70 80 31 37 10 1 48 60 33 80

[1] 80 31 37 10 70 48 60 33 80 选出最小值1
[1 10] 31 37 80 70 48 60 33 80 选出最小值10
[1 10 31] 37 80 70 48 60 33 80 选出最小值31
[1 10 31 33] 80 70 48 60 37 80 …
[1 10 31 33 37] 70 48 60 80 80 …
[1 10 31 33 37 48] 70 60 80 80 …
[1 10 31 33 37 48 60] 70 80 80 …
[1 10 31 33 37 48 60 70] 80 80 …
[1 10 31 33 37 48 60 70 80] 80 …

 public static void selectionSort(int[] number) {for (int i = 0; i < number.length - 1; i++) {int m = i;for (int j = i + 1; j < number.length; j++) {if (number[j] < number[m]) {m = j;}}if (i != m) {swap(number, i, m);}}System.out.println("选择排序结果：" + Arrays.toString(number));}

2.2 插入排序

像是玩朴克一样，我们将牌分作两堆，每次从后面一堆的牌抽出最前端的牌，然后插入前面一堆牌的适当位置。

排序前：92 77 67 8 6 84 55 85 43 67

[77 92] 67 8 6 84 55 85 43 67 将77插入92前
[67 77 92] 8 6 84 55 85 43 67 将67插入77前
[8 67 77 92] 6 84 55 85 43 67 将8插入67前
[6 8 67 77 92] 84 55 85 43 67 将6插入8前
[6 8 67 77 84 92] 55 85 43 67 将84插入92前
[6 8 55 67 77 84 92] 85 43 67 将55插入67前
[6 8 55 67 77 84 85 92] 43 67 …
[6 8 43 55 67 77 84 85 92] 67 …
[6 8 43 55 67 67 77 84 85 92] …

 public static void injectionSort(int[] number) {for (int j = 1; j < number.length; j++) {int tmp = number[j];int i = j - 1;while (tmp < number[i]) {number[i + 1] = number[i];i--;if (i == -1) {break;}}number[i + 1] = tmp;}System.out.println("插入排序结果：" + Arrays.toString(number));}

2.3 冒泡排序

顾名思义，就是排序时，最大的元素会如同气泡一样移至右端，其利用比较相邻元素的方法，将大的元素交换至右端，所以大的元素会不断的往右移动，直到适当的位置为止。
基本的气泡排序法可以利用旗标的方式稍微减少一些比较的时间，当寻访完阵列后都没有发生任何的交换动作，表示排序已经完成，而无需再进行之后的回圈比较与交换动作。

排序前：95 27 90 49 80 58 6 9 18 50

27 90 49 80 58 6 9 18 50 [95] 95浮出
27 49 80 58 6 9 18 50 [90 95] 90浮出
27 49 58 6 9 18 50 [80 90 95] 80浮出
27 49 6 9 18 50 [58 80 90 95] …
27 6 9 18 49 [50 58 80 90 95] …
6 9 18 27 [49 50 58 80 90 95] …
6 9 18 [27 49 50 58 80 90 95] 由于接下来不会再发生交换动作，排序提早结束

public static void bubbleSort(int[] number) {boolean flag = true;for (int i = 0; i < number.length - 1 && flag; i++) {flag = false;for (int j = 0; j < number.length - i - 1; j++) {if (number[j + 1] < number[j]) {swap(number, j + 1, j);flag = true;}}}System.out.println("冒泡排序结果：" + Arrays.toString(number));}

2.4 代码执行

package com.gavinbj.leetcode.classic;import java.util.Arrays;public class SortUtils {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubint[] number = new int[10];for (int i = 0; i < 10; i++) {number[i] = (int) (Math.random() * 100);}selectionSort(number);injectionSort(number);bubbleSort(number);}/*** A：选择排序* @param number*/public static void selectionSort(int[] number) {for (int i = 0; i < number.length - 1; i++) {int m = i;for (int j = i + 1; j < number.length; j++) {if (number[j] < number[m]) {m = j;}}if (i != m) {swap(number, i, m);}}System.out.println("选择排序结果：" + Arrays.toString(number));}/*** A：插入排序* @param number*/public static void injectionSort(int[] number) {for (int j = 1; j < number.length; j++) {int tmp = number[j];int i = j - 1;while (tmp < number[i]) {number[i + 1] = number[i];i--;if (i == -1) {break;}}number[i + 1] = tmp;}System.out.println("插入排序结果：" + Arrays.toString(number));}/*** A：冒泡排序* @param number*/public static void bubbleSort(int[] number) {boolean flag = true;for (int i = 0; i < number.length - 1 && flag; i++) {flag = false;for (int j = 0; j < number.length - i - 1; j++) {if (number[j + 1] < number[j]) {swap(number, j + 1, j);flag = true;}}}System.out.println("冒泡排序结果：" + Arrays.toString(number));}private static void swap(int[] number, int i, int j) {int t;t = number[i];number[i] = number[j];number[j] = t;}}

运行结果：

选择排序结果：[16, 46, 55, 56, 67, 71, 72, 84, 96, 97]
插入排序结果：[16, 46, 55, 56, 67, 71, 72, 84, 96, 97]
冒泡排序结果：[16, 46, 55, 56, 67, 71, 72, 84, 96, 97]