图解Java经典算法冒泡选择插入希尔排序的原理与实现

什么是排序算法？

排序算法是计算机科学中的一类基本算法，它将一个乱序的数据序列按照一定的规则重新排列，使得排序后的序列满足特定的要求。

常见的排序方法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序等。

冒泡排序的原理和实现

冒泡排序是一种简单的排序算法，其基本思想是从小到大依次比较相邻的两个数，将较大的数往后移，一次遍历完成后，最大的数就像气泡一样“冒”到了最后。

下面是冒泡排序的示例代码：

public static void bubbleSort(int[] array) {
    for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++) {
            if (array[j] > array[j + 1]) {
                swap(array, j, j + 1);
            }
        }
    }
}

public static void swap(int[] array, int i, int j) {
    int temp = array[i];
    array[i] = array[j];
    array[j] = temp;
}

上面的代码中，我们利用两个for循环实现了冒泡排序。其中，外层循环控制排序次数，而内层循环则负责比较相邻的两个数，并进行交换。

选择排序的原理和实现

选择排序是一种简单的排序算法，其基本思想是每次找到未排序中最小的数，并将其放到已排序的末尾。

下面是选择排序的示例代码：

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

上面的代码中，我们利用两个for循环实现了选择排序。其中，外层循环控制排序次数，而内层循环则负责找到未排序中最小的数，并将其放到已排序的末尾。

插入排序的原理和实现

插入排序是一种简单的排序算法，其基本思想是将未排序的数插入已排序的部分，使得整个序列都保持有序。

下面是插入排序的示例代码：

public static void insertionSort(int[] array) {
    for (int i = 1; i < array.length; i++) {
        int current = array[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && array[j] > current) {
            array[j + 1] = array[j];
            j--;
        }
        array[j + 1] = current;
    }
}

上面的代码中，我们利用一个for循环实现了插入排序。其中，外层循环负责遍历整个数组，而内层循环则负责将未排序的数插入已排序的部分。

希尔排序的原理和实现

希尔排序是一种高效的排序算法，其基本思想是将数组分成若干个子序列，对每个子序列进行插入排序，最后对整个数组进行一次插入排序。

下面是希尔排序的示例代码：

public static void shellSort(int[] array) {
    int gap = array.length / 2;
    while (gap > 0) {
        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            int current = array[i];
            int j = i - gap;
            while (j >= 0 && array[j] > current) {
                array[j + gap] = array[j];
                j -= gap;
            }
            array[j + gap] = current;
        }
        gap /= 2;
    }
}

上面的代码中，我们利用一个while循环和一个for循环实现了希尔排序。其中，while循环控制增量序列的大小，而for循环则负责将数组分成若干个子序列，并对每个子序列进行插入排序。

总结

到这里，我们已经详细讲解了冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序的原理和实现，希望大家可以通过这篇文章更好地理解这些经典的排序算法。