Java中的经典排序算法：插入排序、希尔排序、选择排序、堆排序与冒泡排序（如果想知道Java中有关插入排序、希尔排序、选择排序、堆排序与冒泡排序的知识点，那么只看这一篇就足够了！）

排序算法是计算机科学中非常重要的一部分，尤其是在数据处理和分析方面。本文将介绍Java中几种经典的排序算法，包括插入排序、希尔排序、选择排序、堆排序和冒泡排序，并为每种算法提供相应的代码示例。

1. 插入排序 (Insertion Sort)

插入排序是一种简单的排序算法，它的工作原理是将数据分为已排序和未排序两部分，将未排序的元素逐个插入到已排序部分的正确位置。

public class InsertionSort {
    public static void insertionSort(int[] arr) {
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            int key = arr[i];
            int j = i - 1;

            while (j >= 0 && arr[j] > key) {
                arr[j + 1] = arr[j];
                j--;
            }
            arr[j + 1] = key;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {12, 11, 13, 5, 6};
        insertionSort(arr);
        System.out.println(java.util.Arrays.toString(arr));
    }
}

2. 希尔排序 (Shell Sort)

希尔排序是一种改进的插入排序，它通过将整个序列分成若干个子序列进行排序，逐渐减少子序列的数量，以此提高效率。

public class ShellSort {
    public static void shellSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        for (int gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
            for (int i = gap; i < n; i++) {
                int temp = arr[i];
                int j;
                for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) {
                    arr[j] = arr[j - gap];
                }
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {12, 34, 54, 2, 3};
        shellSort(arr);
        System.out.println(java.util.Arrays.toString(arr));
    }
}

3. 选择排序 (Selection Sort)

选择排序是一种简单且易于实现的排序算法。它的主要思想是每次从未排序部分选择最小（或最大）元素并将其放在已排序部分的末尾。

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

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {64, 25, 12, 22, 11};
        selectionSort(arr);
        System.out.println(java.util.Arrays.toString(arr));
    }
}

4. 冒泡排序 (Bubble Sort)

冒泡排序是最简单的排序算法之一。它的基本思想是通过重复交换相邻元素，使较大的元素逐渐“冒泡”到数组的末尾。

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

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
        bubbleSort(arr);
        System.out.println(java.util.Arrays.toString(arr));
    }
}

5. 堆排序 (Heap Sort)

堆排序是一种基于完全二叉树（堆）的排序算法。它的基本思想是将待排序数组构建成一个最大堆，然后将根节点与数组的最后一个元素交换，逐步缩小堆的大小并调整。

public class HeapSort {
    public static void heapSort(int[] arr) {
        int n = arr.length;
        // 建堆
        for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
            heapify(arr, n, i);
        }
        // 排序
        for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
            int temp = arr[0];
            arr[0] = arr[i];
            arr[i] = temp;

            heapify(arr, i, 0);
        }
    }

    private static void heapify(int[] arr, int n, int i) {
        int largest = i;
        int left = 2 * i + 1;
        int right = 2 * i + 2;

        if (left < n && arr[left] > arr[largest]) {
            largest = left;
        }
        if (right < n && arr[right] > arr[largest]) {
            largest = right;
        }
        if (largest != i) {
            int swap = arr[i];
            arr[i] = arr[largest];
            arr[largest] = swap;
            heapify(arr, n, largest);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
        heapSort(arr);
        System.out.println(java.util.Arrays.toString(arr));
    }
}

总结

本文介绍了五种经典的排序算法：插入排序、希尔排序、选择排序、堆排序和冒泡排序。这些算法各有优缺点，适用于不同规模和特点的数据集。在实际应用中，选择合适的排序算法能够有效提高程序的效率和性能。希望这篇文章对你理解这些排序算法有所帮助！