冒泡，选择，插入，快速四大排序算法详细解析说明_快速插入排序算法

前言

首先感谢您的阅览，本篇主要介绍冒泡，选择，插入，快速这基本的四大排序算法的原理，排序流程及代码实现，个人能力有限，只能尽己所能详细阐述，如有不足，欢迎您的补充与指正。也希望小小的笔记能够解决您的困惑问题。

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一.冒泡排序

1. 冒泡简介

冒泡排序（Bubble Sort）也是一种简单直观的排序算法。

它重复的遍历过要排序的数列，一次比较相邻的两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。

这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢"浮"到最后面。

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2. 算法步骤

1. 相邻的元素两两比较，大的放右边，小的放左边
2. 第一轮比较完毕之后，最大值就已经确定，第二轮可以少循环一次，后面以此类推
3. 如果数组中有n个数据，总共我们只要执行n-1轮的代码就可以

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3. 图解流程

下面动图更加方便的解释了排序流程

动图若不好理解，我又画了详细的流程图

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总结算法注意点

1. 相邻的元素两两比较，大的放右边，小的放左边
2. 第一轮比较完毕之后，最大值已经确定，第二轮可以少循环一次，后面依次类推
3. 如果数组中有n个数据，总共我们只需要执行n-1轮代码就可以

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4. 代码实现

    public static void main(String[] args) {
        /*
        冒泡排序代码实现
         */
        int[] arr ={2, 4, 5, 3, 1};
        //外循环：表示我要执行多少轮。 如果有n个数据，那么执行n - 1 轮
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++){
	        //内循环：每一轮中我如何比较数据并找到当前的最大值
            //-1：为了防止索引越界
            //-i：提高效率，每一轮执行的次数应该比上一轮少一次
            for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++){
                if (arr[j] > arr[j+1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }

        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
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二.选择排序

1. 算法步骤

1. 从0索引开始，跟后面的元素一一比较
2. 小的放前面，大的放后面
3. 第一次循环结束后，最小的数据已经确定
4. 第二次循环从1索引开始以此类推
5. 第三轮循环从2索引开始以此类推
6. 第四轮循环从3索引开始以此类推。

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2. 图解流程

3. 代码实现

 public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {2, 4, 5, 3, 1};
        //外循环：几轮
        //i:表示这一轮中，我拿着哪个索引上的数据跟后面的数据进行比较并交换
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
	        //内循环：每一轮我要干什么事情？
            //拿着i跟i后面的数据进行比较交换
            for (int j = i; j < arr.length; j++) {
                if (arr[i] > arr[j]) {
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
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三.插入排序

1.插入简介

插入排序的代码实现虽然没有冒泡排序和选择排序那么简单粗暴，但它的原理应该是最容易理解的了，因为只要打过扑克牌的人都应该能够秒懂。插入排序是一种最简单直观的排序算法，它的工作原理是通过创建有序序列和无序序列，然后再遍历无序序列得到里面每一个数字，把每一个数字插入到有序序列中正确的位置。

插入排序在插入的时候，有优化算法，在遍历有序序列找正确位置时，可以采取二分查找

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2.算法步骤

将0索引的元素到N索引的元素看做是有序的，把N+1索引的元素到最后一个当成是无序的。

遍历无序的数据，将遍历到的元素插入有序序列中适当的位置，如遇到相同数据，插在后面。

N的范围：0~最大索引

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3.流程图解

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4.代码实现

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {3, 44, 38, 5, 47, 15, 36, 26, 27, 2, 46, 4, 19, 50, 48};

        int index = -1;
        //1.找到无序的哪一组数组是从哪个索引开始的
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++){
            if (arr[i] > arr[i + 1]){
                index = i + 1;
                break;
            }
        }

		//2.遍历从startIndex开始到最后一个元素，依次得到无序的哪一组数据中的每一个元素
        for (int i = index; i < arr.length; i++){
	        //j为记录当前要插入数据的索引
            for (int j = i; j > 0 && arr[j] < arr[j - 1]; j--){
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j - 1];
                arr[j - 1] = temp;
            }
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
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四.快速排序

1.递归算法

递归（Recursion），在数学与计算机科学中，是指在函数的定义中使用函数自身的方法。
使用递归要设置出口，否则会内存溢出

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下面是从1加到100的和，用递归的方式

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getSum(100));
    }

    private static int getSum(int number) {
        if (number == 1){
            return 1;
        }else {
            number = number + getSum(number - 1);
            return number;
        }
    }
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注释： number = 100时，它要用100+调用这个getSum方法，传入99，而99 + getSum这个方法，也是递归要先得到下面的值，最后一直减到1，这次递归的方法得到返回值为1，后面的都有值可以加上去了。

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简而言之，就是方法体内又调用了该方法

快速排序又是一种分而治之思想在排序算法上的典型应用。

快速排序的名字起的是简单粗暴，因为一听到这个名字你就知道它存在的意义，就是快，而且效率高！

它是处理大数据最快的排序算法之一了。

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2.算法步骤

1. 从数列中挑出一个元素，一般都是左边第一个数字，称为 “基准数”;
2. 创建两个指针，一个从前往后走，一个从后往前走。
3. 先执行后面的指针，找出第一个比基准数小的数字
4. 再执行前面的指针，找出第一个比基准数大的数字
5. 交换两个指针指向的数字
6. 直到两个指针相遇
7. 将基准数跟指针指向位置的数字交换位置，称之为：基准数归位。
8. 第一轮结束之后，基准数左边的数字都是比基准数小的，基准数右边的数字都是比基准数大的。
9. 把基准数左边看做一个序列，把基准数右边看做一个序列，按照刚刚的规则递归排序

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3.流程图解

这个动图配合上面的步骤看的更清晰

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4.代码实现

快排，效率高，比较重要，22年下半期软考程序员的下午编程题第二大题的第2问，整个就是快排流程，总共9分，您说重要不重要吧。

代码虽然稍许复杂，有点难度，但多看一遍，多揣摩一番，那必然会霍然开朗的

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {6, 1, 2, 7, 9, 3, 4, 5, 10, 8};

        quickSort(arr, 0, arr.length-1);
        System.out.print(Arrays.toString(arr));
    }

    public static void quickSort(int[] arr, int i, int j){
        //定义两个变量记录要查找的范围
        int start = i;
        int end = j;

        //递归出口
        if (start > end){
            return;
        }
        //记录基准数
        int baseNumber = arr[i];
        //利用循环找到要交换的数字
        while (start != end){
            //利用end,从后往前开始找，找比基准数小的数字
            while (true){
                if (end <= start || arr[end] < baseNumber){
                    break;
                }
                end--;
            }
            //利用start，从前往后找，找比基准数大的数字
            while (true){
                if (start >= end || arr[start] > baseNumber){
                    break;
                }
                start++;
            }
            //交互二者位置
            int temp = arr[start];
            arr[start] = arr[end];
            arr[end] = temp;
        }
        //当start和end指向了同一个元素的时候，那么上面的循环就会结束
        //表示已经找到了基准数在数组应存入的位置
        //基准数归位
        int temp = arr[i];  //arr[i]仍然是第一个数，基准值
        arr[i] = arr[start]; //这里的start=end，已经到中间位置了
        arr[start] = temp;

        //确定6左边范围，重复刚才第一轮操作
        quickSort(arr, i, start - 1);
        //确定6右边范围，重复刚才第一轮操作
        quickSort(arr, start + 1, j);
    }
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下图是程序第一轮运行结果，后面只需要6之前一个范围，6之后一个范围，递归调用即可

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总结

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最后，感谢您的阅览，愿您能有所收获，能帮助到各位正是文章的价值所在