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7种常用的排序算法总结

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2016-04-30 14:04:54
Algorithm
排序算法

排序算法:一种能将一串数据依照特定的排序方式进行排列的一种算法。 排序算法性能:取决于时间和空间复杂度,其次还得考虑稳定性,及其适应的场景。 稳定性:让原本有相等键值的记录维持相对次序。也就是若一个排序算法是稳定的,当有俩个相等键值的记录R和S,且原本的序列中R在S前,那么排序后的列表中R应该也在S之前。


# 1-冒泡排序

原理 俩俩比较相邻记录的排序码,若发生逆序,则交换;有俩种方式进行冒泡,一种是先把小的冒泡到前边去,另一种是把大的元素冒泡到后边。冒泡法大家都较熟悉。其原理为从a[0]开始,依次将其和后面的元素比较,若a[0]>a[i],则交换它们,一直比较到a[n]。同理对a 1,a 2,…a[n-1]处理,即完成排序

冒泡排序的基本概念:

依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。至此第一趟结束,将最大的数放到了最后。在第二趟:仍从第一对数开始比较(因为可能由于第2个数和第3个数的交换,使得第1个数不再小于第2个数),将小数放前,大数放后,一直比较到倒数第二个数(倒数第一的位置上已经是最大的),第二趟结束,在倒数第二的位置上得到一个新的最大数(其实在整个数列中是第二大的数)。如此下去,重复以上过程,直至最终完成排序。由于在排序过程中总是小数往前放,大数往后放,相当于气泡往上升,所以称作冒泡排序。

实现:

外循环变量设为i,内循环变量设为j。假如有10个数需要进行排序,则外循环重复9次,内循环依次重复9,8,…,1次。每次进行比较的两个元素都是与内循环j有关的,它们可以分别用a[j]和a[j+1]标识,i的值依次为1,2,…,9,对于每一个i,j的值依次为1,2,…10-i。

图示: 此处输入图片的描述

性能 时间复杂度为O(N^2),空间复杂度为O(1)。排序是稳定的,排序比较次数与初始序列无关,但交换次数与初始序列有关。

优化 若初始序列就是排序好的,对于冒泡排序仍然还要比较O(N^2)次,但无交换次数。可根据这个进行优化,设置一个flag,当在一趟序列中没有发生交换,则该序列已排序好,但优化后排序的时间复杂度没有发生量级的改变

代码

#include<stdio.h>
void sort(int *a,int len)
{
    int i,j,t;
    
    for( i = 0;i<len-1;++i)
    {
        for(j = 0;j<len-1-i;++j) 或者 j=i+1;j<len;++j
        {
            if(a[j] >a[j+1])
            {
                t  = a[j];
                a[j] = a[j+1];
                a[j+1] = t;
            }
        }
    }
        
}
void main()
{
    int a[6] = {10,2,8,-8,11,0};
    int i = 0;
    sort(a,6);
    
    for(i = 0; i<6;++i)
    {
        printf("%d ",a[i]);
    }
    printf("\n");
}

@前端进阶之旅: 代码已经复制到剪贴板

冒泡法原理简单,但其缺点是交换次数多,效率低。下面介绍一种源自冒泡法但更有效率的方法“选择法”。


# 2-选择排序

原理 每次从未排序的序列中找到最小值,记录并最后存放到已排序序列的末尾.选择法循环过程与冒泡法一致,它还定义了记号k=i,然后依次把a[k]同后面元素比较,若a[k]>a[j],则使k=j.最后看看k=i是否还成立,不成立则交换a[k],a[i],这样就比冒泡法省下许多无用的交换,提高了效率。

性能 时间复杂度为O(N^2),空间复杂度为O(1),排序是不稳定的(把最小值交换到已排序的末尾导致的),每次都能确定一个元素所在的最终位置,比较次数与初始序列无关。

代码

//直接选择排序

#include<stdio.h>

void sort(int *a,int len)
{
	int i,j,min,t;

	for(i = 0;i<len-1;++i)
	{
		for(min=i,j=i+1;j<len;++j)
		{
			if(a[min]>a[j])
				min = j;

		}

		if(min!=i)
		{
			t = a[i];
			a[i] = a[min];
			a[min] = t;
		}
	}
}

void main()
{
	int a[6] = {4,0,3,2,5,1};

	sort(a,6);//a代表数组的首地址

	for(int i=0;i<6;++i)
		printf("%d\n",a[i]);
}
fe
  • 1-冒泡排序
  • 2-选择排序
  • 3-快速排序
  • 4-插入排序
  • 5-希尔排序
  • 6-归并排序
  • 7-堆排序
  • 总结

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