Java集合排序詳解

一、選擇排序

選擇排序（Selection sort） 是一種簡單直觀的排序算法，其基本思想是：首先在序列中找到最小值，然後將其放到序列的起始位置；接着再從剩餘未排序的元素中繼續尋找最小值，然後放到已排序序列的末尾。以此類推，直到所有的元素都排完為止。下面是該排序算法的代碼實現：

public static void selectionSort(Integer[] arr) {
    int minIndex, temp;
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
        minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
}

選擇排序的時間複雜度是O(n^2)，是一種較慢的排序算法。

二、冒泡排序

冒泡排序（Bubble sort） 是一種簡單直觀的排序算法，其基本思想是：依次比較相鄰兩個元素的大小關係，如果順序不對，則進行交換。一次排序可以讓最大的元素浮到序列的末尾；接着繼續進行下一輪排序，直到排序完成。下面是該排序算法的代碼實現：

public static void bubbleSort(Integer[] arr) {
    int temp;
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
        for (int j = 0; j  arr[j + 1]) {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

冒泡排序的時間複雜度是O(n^2)，也是一種較慢的排序算法。

三、插入排序

插入排序（Insertion sort） 是一種簡單直觀的排序算法，其基本思想是：將一個元素插入到已經排好序的序列中，使得插入後仍然有序。插入排序的實現通常採用就地排序的方法，即在原數組上進行操作，不需要額外的存儲空間。下面是該排序算法的代碼實現：

public static void insertionSort(Integer[] arr) {
    int preIndex, current;
    for (int i = 1; i = 0 && arr[preIndex] > current) {
            arr[preIndex + 1] = arr[preIndex];
            preIndex--;
        }
        arr[preIndex + 1] = current;
    }
}

插入排序的時間複雜度是O(n^2)，但在序列基本有序的情況下，插入排序的效率非常高。

四、快速排序

快速排序（Quick sort） 是一種高效的排序算法，其基本思想是：選擇一個元素作為基準值，將序列中小於基準值的元素放到基準值的左邊，將大於基準值的元素放到基準值的右邊。然後對左右兩個子序列分別進行快速排序，直到整個序列有序。下面是該排序算法的代碼實現：

public static void quickSort(Integer[] arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        int i = left, j = right, pivot = arr[left];
        while (i < j) {
            while (i = pivot) {
                j--;
            }
            if (i < j) {
                arr[i++] = arr[j];
            }
            while (i < j && arr[i] <= pivot) {
                i++;
            }
            if (i < j) {
                arr[j--] = arr[i];
            }
        }
        arr[i] = pivot;
        quickSort(arr, left, i - 1);
        quickSort(arr, i + 1, right);
    }
}

快速排序的時間複雜度平均情況下是O(nlogn)，最壞情況下是O(n^2)。

五、歸併排序

歸併排序（Merge sort） 是一種高效的排序算法，其基本思想是：將序列分成兩個子序列，分別對子序列進行排序，然後將排好序的子序列合併成一個有序的序列。歸併排序使用了分治的思想，以遞歸方式實現。下面是該排序算法的代碼實現：

public static void mergeSort(Integer[] arr, int left, int right) {
    if (left < right) {
        int middle = (left + right) / 2;
        mergeSort(arr, left, middle);
        mergeSort(arr, middle + 1, right);
        merge(arr, left, middle, right);
    }
}

public static void merge(Integer[] arr, int left, int middle, int right) {
    int[] temp = new int[right - left + 1];
    int i = left, j = middle + 1, k = 0;
    while (i <= middle && j <= right) {
        if (arr[i] < arr[j]) {
            temp[k++] = arr[i++];
        } else {
            temp[k++] = arr[j++];
        }
    }
    while (i <= middle) {
        temp[k++] = arr[i++];
    }
    while (j <= right) {
        temp[k++] = arr[j++];
    }
    for (i = 0; i < k; i++) {
        arr[left + i] = temp[i];
    }
}

歸併排序的時間複雜度是O(nlogn)，但實現比較複雜，需要額外的存儲空間。