冒泡排序,选择排序,插入排序,快速排序的核心思想和代码实现

📅 2026/7/22 15:52:55
冒泡排序,选择排序,插入排序,快速排序的核心思想和代码实现
目录一. 冒泡排序1.1 冒泡排序的核心思想1.2 冒泡排序代码展示二. 选择排序2.1 选择排序的核心思想2.2 选择排序代码展示三. 插入排序3.1 插入排序的核心思想3.2 插入排序代码展示四. 快速排序4.1 快速排序的核心思想4.2 快速排序代码展示一. 冒泡排序1.1 冒泡排序的核心思想如下图所示是一个乱序的数组冒泡排序的解题思路就是让两个相邻数据作比较把大的数据放在后边小的数据放在前面经过循环之后最大的一个数据就已经在数组的最后了过程如下13和5作比较后面的5大不需要做交换25和2作比较前面的5大5和2交换位置35和1作比较前面的5大5和1交换位置45和4作比较前面的5大5和4交换位置经过4次循环之后最大的数据5已经确定并放在了数组的最后我们也可以发现5个数据需要比较四次那么类比推理数组中如果有 n 个数据则需要比较 n-1 次。经过了第一次循环之后最大的数据5此时在数组的最后但是现在数组还不是完全有序的我们只确定了最大的一个其余的数据还需要继续使用冒泡排序现在我们除去刚才的数据5那么就剩下了4个数据需要进行排序就需要进行 4 - 1 3 次经过排序之后我们又能确定数据4。但是前面三个数据还是无序的我们还要对前面三个数据再进行排序进行3 - 1 2次排序确定数据3确定了数据3的位置之后还有两个数据需要排序进行 2 - 1 1次排序此时整个数组才算是完全有序的1.2 冒泡排序代码展示// 将冒泡排序定义为一个方法方便调用方法参数为待排序的乱序数组 public static int[] bubbleSort(int[] arr) { // 定义一个第三方变量 temp 用于存储数组的值 int temp; // 数组长度就是变量个数一共要经历(数组长度 - 1)次循环 // -1 另一方面是防止索引越界 for (int i 0; i arr.length - 1; i) { // 外层每循环一次内层循环也可以少循环一次 for (int j 0; j arr.length -1 - i; j) { // 判断相邻两个数的大小 if (arr[j] arr[j1]){ // 如果前面的数大于后面的书交换两个数 temp arr[j]; arr[j] arr[j1]; arr[j1] temp; } } } // 经过两层循环之后已经是有序数组将数组进行返回 return arr; }二. 选择排序2.1 选择排序的核心思想选择排序的思路也不难理解例如下面的一个数组选择排序是将0索引处的位置与后面的数据挨个进行比较若小于后面的元素则进行交换经过一侧循环之后数组中最小的元素就已经确定并且放在了数组的0索引处。1第一次循环0索引处的1分别于后面的4个数据进行比较最后确定数字1最小并放在0索引处2第二次循环1索引处的5分别与后面的3个数据进行比较最后确定2较小并放在1索引处的位置3第三次循环2索引处的数据3分别与后面的两个数据作比较最后确定3最小并放在2索引处的位置4第四次循环3索引处的数据5与后面的数据4作比较确定4较小并放在3索引处的位置经过 n - 1次循环之后整个无序的数组就变成了有序达到了排序的目的。2.2 选择排序代码展示// 将选择排序定义为方法方法参数为待排序数组返回值为排好序的数组 public static int[] selectSort(int[] arr) { // 定义一个第三方变量作为中转记录数组中的值 int temp 0; // 第一次循环i 0 取0索引处的值 for (int i 0; i arr.length; i) { // 内存循环第一次取1索引处的值与之作比较比较后1再取后面的值作比较 // j j 1说明外层循环每循环一次内存循环就减少一次 for (int j i1; j arr.length; j) { // 如果后面的值比前面的小则进行交换 if (arr[i] arr[j]){ temp arr[i]; arr[i] arr[j]; arr[j] temp; } } } // 返回排好序的数组 return arr; }三. 插入排序3.1 插入排序的核心思想插入排序有点类似于我们平时打扑克整理牌会把牌从小到大或者从大到小排列会看起来更清爽更利于我们的出牌思路。在插入排序中我们可以把0索引的数或者0~N索引的数认为是有序的把N1到数组最后的数认定为无序的然后依次遍历无序的数把无序的每一个数插入到有序地数组中当我们完整遍历一边数组之后得到的数组就已经是有序数组了。如下所示有个五个随机数组现在使用插入排序的思想对它们做排序。1因为这里44本来就是有序的了所以我就没有标记44和3比较是第一步这里我没有画2遍历得到38拿38和 [344] 数组中的44作比较比44小再和3作比较比3大所以插入到3和44中间3遍历得到5拿5和 [33844] 数组后面的树比较以此往前比和上一步一样直到确定5插入在3和38的中间此时数组为 [353844]4遍历的到47拿47和 [353844] 的44作比较比44大插入在最后就可以得到一个有序数组了3.2 插入排序代码展示public static int[] selectSort(int[] arr){ // 定义 i 为 1直接从1索引处的值开始往后遍历 for (int i 1; i arr.length; i) { // 因为 i 一会还要用不能变所以另外定义变量 j 记录 i 的值 int j i; // 定义一个临时变量 temp int temp; // 进入while循环只要j不小于0或者arr[j]的值不小于arr[j-1] 的值就一直向前比较 while (j 0 arr[j] arr[j-1]){ temp arr[j]; arr[j] arr[j-1]; arr[j-1] temp; j--; } } return arr; }四. 快速排序4.1 快速排序的核心思想快速排序每次都可以确定一个数组中一个数的确定位置我们首先遍历数组的0索引处的数将它作为基准数然后从数组两端开始遍历数组比基准数小的全部放到左边比基准数大的全部放到右边。我来用一幅图展示这个过程如下是一个乱序的数组第一步取出0索引的数字6作为基准数第二步定义两个变量start和end(也可以类比理解为指针)start 从前往后遍历end 从后往前便利第三步start 负责找比基准数大的数end 负责找比基准数小的数如果不满足就将指针向后移动一位直到start与end相等第四步 start 经过三次循环来到7比6大end 来到5比6小第五步交换 start 和 end 处的值如下第六步交换完毕5和7之后因为 start 和 end 还没有碰面继续找再一次循环start来到9end 来到4第七步将9和4做交换第八步end 和 start 继续移动在3的位置相遇判断3 比6小第九步交换我基准数6和3的位置第十步此时我们再来观察会发现基准数6前面的数都比6小基准数6后面的数都比6大所以此时6所处的位置就是有序数组中它应该待的位置然后我们以此类推使用递归就可以得到到最终的有序数组了4.2 快速排序代码展示public static void main(String[] args) { // 定义一个数组 int[] arr {3,44,38,5,47}; // 调用快速排序方法 quickSort(arr,0,arr.length-1); // for 循环输出排好序的数组结果 for (int i 0; i arr.length; i) { System.out.print(arr[i] ,); } } public static void quickSort(int[] arr,int i,int j){ // 定义两个指针 start 和 end int start i; int end j; // 确定递归出口不能无限递归当 start 指针大于end 时就要可以退出递归了 if (start end){ return; } // 定义一个变量接收基准数 int baseNumber arr[i]; // 定义一个变量作为中转变量 int temp; // 开始循环只要两个指针没有碰面就一直循环 while (start ! end){ // 这里有一个点需要重点说明必须让end指针先移动start指针后移动 // 否则会出现大于基准数的数据仍然在左边 // end 指针开始从后往前遍历进入while循环 while (true){ // 每当有一个数小于基准数就退出循环 if (end start || arr[end] baseNumber){ break; } // 如果不满足 ifend 指针向前移动一位 end--; } // start 指针开始从前往后遍历进入while循环 while (true){ if (end start || arr[start] baseNumber){ // 每当有一个数大于基准数就退出循环 break; } // 如果不满足 if 条件start 指针向后的移动一位 start; } // 两层while循环结束后就会各自的到一个比基准数大的数和一个比基准数小的数 // 然后到 把 end 和 start 位置的数进行交换 temp arr[start]; arr[start] arr[end]; arr[end] temp; } // 大的while循环结束后start和end相遇 temp arr[i]; arr[i] arr[start]; arr[start] temp; // 递归调用自己以确定位置的基准数分割点将数组分为两半, // 此时start 代表基准数所以stat-1就是数组左半边的最大值 quickSort(arr,i,start - 1); // start 1 就是数组右半边最小值 quickSort(arr,start 1,j); }运行代码就可以得到如下结果了此时数组已经是有序的了。