ArrayList排序的详解

在Java编程中，ArrayList是一个迭代器，它可以动态地添加和删除数据。在处理数据时，我们有时需要将数据进行排序。在这篇文章中，我们将从多个方面对ArrayList进行排序进行详细的阐述。

一、选择排序

选择排序是一种简单的排序算法。遍历数组，不断的找到数组中的最小值，并将这个最小值放在第一个位置，接着在剩余的未排序的数组中继续找到最小值并放在第二个位置……以此类推，直至整个数组排序完成。这个过程就叫做选择排序。

public void selectionSort(ArrayList arr) {
    for (int i = 0; i < arr.size() - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < arr.size(); j++) {
            if (arr.get(j) < arr.get(minIndex)) {
                minIndex = j;
            }
        }
        int temp = arr.get(i);
        arr.set(i, arr.get(minIndex));
        arr.set(minIndex, temp);
    }
}

选择排序的时间复杂度是O(n^2)，不适用于大数据量的排序。

二、冒泡排序

冒泡排序是一种基础的排序方法，它不断地交换元素位置，每次遍历数组都将相邻两个元素进行比较，如果前一个元素大于后一个元素，就将这两个元素交换位置。这样一次遍历完成以后，最大的元素就被移到了数组最后一个位置。重复这个过程，直到排序完成。

public void bubbleSort(ArrayList arr) {
    for (int i = 0; i < arr.size() - 1; i++) {
        for (int j = i + 1; j < arr.size(); j++) {
            if (arr.get(j) < arr.get(i)) {
                int temp = arr.get(i);
                arr.set(i, arr.get(j));
                arr.set(j, temp);
            }
        }
    }
}

冒泡排序的时间复杂度是O(n^2)，和选择排序一样，不适用于大数据量的排序。

三、快速排序

快速排序是目前应用最广泛的排序算法之一。其基本思想是从数组中选择一个基准元素，将小于基准元素的数放到左边，大于基准元素的数放到右边。经过一次排序后，基准元素位于中间，并且左边的数都小于基准元素，右边的数都大于基准元素。接着，对左边的数和右边的数分别进行快速排序，直到整个数组排序完成。

public void quickSort(ArrayList arr, int left, int right) {
    if (left >= right) {
        return;
    }
    int pivot = arr.get(left);
    int i = left;
    int j = right;
    while (i < j) {
        while (i = pivot) {
            j--;
        }
        if (i < j) {
            arr.set(i, arr.get(j));
            i++;
        }
        while (i < j && arr.get(i) < pivot) {
            i++;
        }
        if (i < j) {
            arr.set(j, arr.get(i));
            j--;
        }
    }
    arr.set(i, pivot);
    quickSort(arr, left, i - 1);
    quickSort(arr, i + 1, right);
}

快速排序的时间复杂度是O(nlogn)，相对于选择排序和冒泡排序，快速排序在大数据量的排序中表现更加优秀。

四、归并排序

归并排序，是一种采用分治法的排序算法。其基本思想是将一个大数组分成若干个小数组，对这些小数组进行排序后进行合并。合并时将两个已排序的小数组合并成一个有序的大数组，依次进行合并，直到整个数组排序完成。

public void mergeSort(ArrayList 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 void merge(ArrayList 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 <= mid && j <= right) {
        if (arr.get(i) < arr.get(j)) {
            temp[k++] = arr.get(i++);
        } else {
            temp[k++] = arr.get(j++);
        }
    }
    while (i <= mid) {
        temp[k++] = arr.get(i++);
    }
    while (j <= right) {
        temp[k++] = arr.get(j++);
    }
    for (int m = 0; m < temp.length; m++) {
        arr.set(left + m, temp[m]);
    }
}

归并排序的时间复杂度也是O(nlogn)，和快速排序一样，是目前被广泛应用的排序算法之一。

五、总结

本篇文章从选择排序、冒泡排序、快速排序和归并排序四个方面详细阐述了ArrayList排序的基础知识。在排序算法中，每种算法均有其适用的范围和优劣势，需要按照特定的需求适时的选择不同的排序算法。