In Java, consider the behavior of three different sorts on randomly generated li

Question

In Java, consider the behavior of three different sorts on randomly generated lists of different sizes.

The three sorts are bubblesort, insertion sort, and quicksort.

Randomly generate integers in the range 0-99 for your random numbers. You may

choose your own random number generation technique (include source in code)

Here is what your code should do:

Do this 10 times:

Generate a random list of 10 items

Have each algorithm sort the list.

Give the original list, the sorted list, and the number of comparisons done by

each algorithm.

Do this 10 times:

Generate a random list of 100 items

Have each algorithm sort the list.

Give the original list, the sorted list, and the number of comparisons done by

each algorithm.

Do this 10 times:

Generate a random list of 1000 items

Have each algorithm sort the list.

Give the original list, the sorted list, and the number of comparisons done by

each algorithm.

At the end:

a. For each algorithm and each list length give the average of the number of comparisons.

Explanation / Answer

import java.util.Arrays;

import java.util.Random;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

//Class AllTypeSort definition

public class SortBubbleInsertionQuick

{

static int totalBubble, totalInsert, totalQuick;

// Method for selection sort

public static void bubbleSort(int array[])

{

totalBubble = 0;

//Stores the length of array

int n = array.length;

//Loops till length minus one times

for (int i = 0; i < n - 1; i++)

{

//Loops till length minus i minus one times

for (int j = 0; j < n - i - 1; j++)

{

//Increase the counter by one

totalBubble++;

//Checks if the current position of array value is greater than the next position value then swap

if (array[j] > array[j+1])

{

// Swapping process

int temp = array[j];

array[j] = array[j+1];

array[j+1] = temp;

}//End of if

}//End of inner for loop

}//End of outer for loop

}//End of method

// Method for insertion sort

public static void insertionSort(int array[])

{

totalInsert = 0;

//Stores the length of array

int len = array.length;

//Loops till length minus one times

for (int c = 1; c < len; ++c)

{

//Stores i index position value as key value

int key = array[c];

int d = c - 1;

totalInsert++;

// Move elements of array[0..i-1], that are greater than key, to one position ahead of their current position

while (d >= 0 && array[d] > key)

{

// Swaps each element of the array one position to right  

array[d + 1] = array[d];

d = d - 1;

}//End of while

//Insert the key value at d plus one position

array[d+1] = key;

}//End of for

}//End of method

  

/* Method takes last element as pivot, places the pivot element at its correct position in sorted array, and places all

smaller (smaller than pivot) to left of pivot and all greater elements to right of pivot */

public static int partition(int array[], int low, int high)

{

int pivot = array[high];

// index of smaller element

int i = (low-1);

// Loops till low is less than high

for (int c = low; c < high; c++)

{

// If current element is smaller than or equal to pivot

if (array[c] <= pivot)

{

i++;

// Swap array[i] and array[c]

int temp = array[i];

array[i] = array[c];

array[c] = temp;

}//End of if

}//End of for

// Swap array[i+1] and array[high] (or pivot)

int temp = array[i+1];

array[i+1] = array[high];

array[high] = temp;

return i + 1;

}//End of method

//Method that implements QuickSort()

public static void quickSort(int array[], int low, int high)

{

if (low < high)

{

totalQuick++;

// part is partitioning index, array[part] is now at right place

int part = partition(array, low, high);

// Recursively sort elements before partition and after partition

quickSort(array, low, part-1);

quickSort(array, part+1, high);

}//End of if

}//End of method

//Method to generate random number

public static void generateRandomNumber(int[] anArray1, int[] anArray2, int[] anArray3, int size)

{

//Creates an object of Random() class

Random generator = new Random();

//Loops 1000 times

for(int i = 0; i < size; i++)

{

//Generates random number

int no = (generator.nextInt(99));

//stores random number in array

anArray1[i] = no;

anArray2[i] = no;

anArray3[i] = no;

}//End of for

}//End of method

//Main method definition

public static void main(String[] args)

{

int sizeOne = 1;

//Loops 3 times

for(int y = 0; y < 3; y++)

{

//Each time size is increased by 10

sizeOne *= 10;

//Declares array

int[] anArray1 = new int[sizeOne];

int[] anArray2 = new int[sizeOne];

int[] anArray3 = new int[sizeOne];

for(int x = 0; x < 10; x++)

{

totalBubble = totalQuick = totalInsert = 0;

//Generates random number for array

generateRandomNumber(anArray1, anArray2, anArray3, sizeOne);

//Displays array before bubble sort

System.out.println("Before Bubble Sort");  

for(int i:anArray1)

System.out.print(i+" ");  

System.out.println();  

//Sorting array using Bubble sort

bubbleSort(anArray1);  

//Displays array after Bubble sort

System.out.println("After Bubble Sort");  

for(int i:anArray1)

System.out.print(i+" ");

System.out.println(" Number of comparisons Bubble sort: " + totalBubble);

//Insertion Sort

//Displays array before Insertion sort

System.out.println(" Before Insertion Sort");  

for(int i:anArray2)

System.out.print(i+" ");  

System.out.println();

//Sorting array using Insertion sort

insertionSort(anArray2);

//Displays array after Quick sort

System.out.println("After Quick Sort");  

for(int i : anArray2)  

System.out.print(i+" ");

System.out.println(" Number of comparisons Insertion sort: " + totalInsert);

//Quick Sort

//Displays array before Quick sort

System.out.println(" Before Quick Sort");  

for(int i:anArray3)

System.out.print(i+" ");  

System.out.println();

//Sorting array using quick sort

quickSort(anArray3, 0, anArray3.length-1);

//Displays array after Quick sort

System.out.println("After Quick Sort");  

for(int i:anArray3)  

System.out.print(i+" ");

System.out.println(" Number of comparisons Quick sort: " + totalQuick);

}//End of inner for loop

}//End of outer for loop

}//End of main method

}//End of class

Sample Run:

5 96 64 95 96 90 3 55 59 22 6 37 41 94 64 21 67 18 40 47 38 59 30 48 40 90 60 33 39 60 76 96 89 94 59 90 19 75 19 49 6 38 22 57 36 67 73 82 71 50 93 11 34 64 41 4 97 38 94 10 70 54 68 36 34 66 36 48 38 2 91 80 59 85 86 23 39 63 39 55 52 71 72 70 75 36 13 34 46 58 26 54 94 33 75 6 59 75 6 97 93 84 53 61 81 75 30 46 3 85 87 49 10 76 2 89 16 72 5 77 94 87 5 0 35 92 95 0 84 69 25 42 28 97 41 48 51 75 68 28 81 67 0 36 13 52 23 4 94 36 29 53 89 45 19 16 22 54 41 58 38 95 68 69 4 12 53 76 75 48 98 4 95 63 53 33 46 65 64 43 44 97 26 7 84 84 6 50 67 25 18 21 53 10 47 35 17 55 51 50 39 41 71 24 38 7 34 33 3 89 17 92 68 52 32 45 92 87 93 20 18 65 3 88 97 7 65 20 60 14 22 53 92 4 18 82 98 3 30 27 44 16 4 84 83 10 57 56 25 91 52 63 11 54 65 83 82 67 10 71 82 49 2 3 58 70 43 94 64 1 82 40 16 5 17 92 38 78 53 25 4 77 49 17 18 59 98 46 96 31 75 94 70 55 16 26 83 48 84 24 55 93 43 82 7 53 66 69 91 9 91 2 65 81 30 58 87 26 92 12 45 64 50 37 69 32 9 97 16 95 24 47 86 95 69 9 91 53 97 85 69 34 40 6 41 50 1 91 89 42 16 11 80 73 4 34 92 2 2 81 7 78 82 95 2 50 35 74 97 1 12 13 85 82 29 65 22 48 37 74 30 33 43 90 68 1 50 35 73 46 98 27 68 45 55 93 35 12 85 39 58 3 59 20 39 54 48 74 4 93 94 1 93 42 88 28 35 72 19 91 38 65 61 93 34 66 26 3 22 71 84 17 8 94 39 81 70 11 96 21 10 44 36 30 52 35 81 56 27 26 83 37 74 90 24 19 75 70 35 62 47 38 32 20 28 89 78 30 91 7 88 1 8 21 80 56 87 80 52 18 95 94 23 10 47 91 48 7 29 90 22 25 61 77 59 23 74 39 93 13 98 27 9 27 5 75 48 39 90 61 61 3 61 69 15 78 16 45 60 64 76 76 23 88 0 91 98 17 31 0 46 79 27 86 11 13 4 96 37 64 73 71 40 26 8 5 78 21 84 10 93 66 43 23 29 24 97 77 32 15 49 32 92 95 6 21 89 38 80 56 0 68 67 31 56 75 69 24 50 85 52 36 29 63 30 63 9 17 3 9 10 8 22 7 10 68 54 40 58 15 7 2 38 5 6 92 24 21 28 52 93 22 4 17 52 4 87 69 13 81 62 96 46 96 25 25 22 5 76 85 42 31 80 92 14 47 29 57 22 84 28 59 48 80 16 49 76 30 5 54 10 91 42 95 97 75 16 67 0 87 88 39 51 63 15 63 70 66 44 94 30 53 80 28 34 95 63 36 18 63 45 39 6 0 91 51 11 67 90 41 68 75 61 37 64 11 37 43 62 27 19 66 27 88 87 14 62 22 69 9 7 61 12 30 31 65 61 30 48 42 85 60 88 25 91 30 25 76 47 15 12 44 49 58 70 46 69 66 16 67 70 90 74 87 34 83 72 57 51 68 85 70 61 35 24 34 63 60 13 55 60 5 56 92 16 1 32 16 94 12 47 82 81 79 60 31 1 66 79 84 15 10 88 57 10 73 9 14 77 91 36 8 50 29 42 56 53 18 50 54 28 6 22 30 7 61 0 51 13 90 42 97 4 64 71 23 46 12 2 72 44 22 22 5 48 63 93 25 97 49 2 43 71 50 7 14 56 56 41 59 85 62 14 5 55 51 14 46 50 46 15 43 53 84 98 72 47 79 24 45 43 8 14 57 25 82 81 4 82 79 24 41 53 3 7 77 26 71 77 72 59 93 48 92 6 19 78 10 67 91 50 11 78 25 86 22 51 17 1 16 33 59 1 9 43 79 56 62 68 43 78 81 19 59 98 8 20 21 66 7 33 68 17 6 29 93 47 18 34 79 93 63 37 56 25 89 46 10 38 74 60 4 41 12 98 31 68 60 8 85 27 27 85 84 36 96 84 24 38 53 64 73 92 90 1 20 65 48 46 69 54 4 66 40 35 39 55 77 52 16 17 4 91 95 32 95 46 67 36 11 20 81 21 43 12 85 16 90 98 53
After Quick Sort
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 9 9 9 9 9 9 9 9 9 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 11 11 11 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 13 13 13 13 13 13 13 13 14 14 14 14 14 14 14 14 15 15 15 15 15 15 15 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 18 18 18 18 18 18 18 18 18 19 19 19 19 19 19 19 19 20 20 20 20 20 20 20 21 21 21 21 21 21 21 21 21 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 23 23 23 23 23 23 23 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 26 26 26 26 26 26 26 26 27 27 27 27 27 27 27 27 27 27 28 28 28 28 28 28 28 28 29 29 29 29 29 29 29 29 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 31 31 31 31 31 31 31 32 32 32 32 32 32 32 33 33 33 33 33 33 33 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 37 37 37 37 37 37 37 37 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38 38 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39 39 40 40 40 40 40 40 40 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 42 42 42 42 42 42 42 42 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 44 44 44 44 44 44 45 45 45 45 45 45 45 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 46 47 47 47 47 47 47 47 47 47 47 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48 49 49 49 49 49 49 49 49 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 51 51 51 51 51 51 51 51 52 52 52 52 52 52 52 52 52 52 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 53 54 54 54 54 54 54 54 54 54 55 55 55 55 55 55 55 55 55 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 56 57 57 57 57 57 57 58 58 58 58 58 58 58 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 59 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 61 62 62 62 62 62 62 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 65 65 65 65 65 65 65 65 65 66 66 66 66 66 66 66 66 66 66 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 67 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 68 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 71 71 71 71 71 71 71 71 71 72 72 72 72 72 72 72 73 73 73 73 73 73 74 74 74 74 74 74 74 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 75 76 76 76 76 76 76 76 76 77 77 77 77 77 77 77 77 78 78 78 78 78 78 78 78 79 79 79 79 79 79 79 80 80 80 80 80 80 80 80 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 81 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 82 83 83 83 83 83 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 84 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 86 86 86 86 87 87 87 87 87 87 87 87 87 88 88 88 88 88 88 88 88 89 89 89 89 89 89 89 89 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 91 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 92 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 93 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 94 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 95 96 96 96 96 96 96 96 96 96 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98
Number of comparisons Insertion sort: 999

Before Quick Sort
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