排序总结

一、插入排序

插入排序分为直接插入、二分插入和希尔排序;

直接插入排序

类似于扑克的排序,将待排序列分为有序序列和未排序序列两部分,从未排序序列中选取第一个数据,插入到有序序列中;时间复杂度为O(n2);

示例:

分组插入排序(希尔排序)

希尔排序相当于把待排序列分为多个组,每组的数据之间间隔一个关键字key,对每一组执行直接插入排序,所有组完成排序之后,整个序列达到一个相对有序的状态;再次减小key,重新分组、直接插入排序,使得序列不断地向着相对有序的状态前进;最终key值减小到1之后的最后一次插入排序完成后,排序完成;

整体上希尔排序相当于在直接插入排序的基础上,让数据进入到排序的位置的过程中跳了几次,不需要每次都对大于该数据的数据进行进行比较,移位;

key的选取无规定,感觉每次key/=2比较好;

时间复杂度为O(nlgn)

示例:

二分插入排序

二、选择排序

选择排序从第一个位置开始排,选择后面未排序序列中的最小值,与已排序序列的最末尾的后一个数据进行交换位置,直到未排序序列大小变为零。

时间复杂度:O(n2);对于随机序列,由于选择排序要对所有未排序数据进行比较,时间可以认为是直接插入排序的两倍;

示例:

二元选择排序:

是对选择排序的改善,每次选择时,分别在未排序序列中选择出最大数据和最小数据,并且分别与两个排序序列的待交换位置的数据进行交换。

三、堆排序

大根堆满足arr[i]>arr[2*i+1]&&arr[i]>arr[2*i+2] i从0开始;

小根堆满足arr[i]

利用大根堆、小根堆的最大值最小值在第一个位置的特性,进行堆排序;

1.首先对数组按照堆的特性创建一个大根堆或者小根堆;

Øn个节点的完全二叉树,第n个节点的父节点为n/2

Ø从第n/2节点开始向前,每个节点与两个子节点中较大(小)的一个进行比较,适时交换位置,使该子树成为堆;

Ø交换了位置的父节点和子节点,子节点需要继续与其子节点进行调整,父节点的调整交给for循环;

示例:

2.对创建出来的堆,将其最大值或者最小值与最后一个位置的数据进行交换位置,然后对前n-1个数组元素进行调整,继续成为堆,继续与倒数第二个位置的数据交换,直到全部交换完毕。所以进行升序排序,使用大根堆,进行降序排序,使用小根堆。

算法的核心部分在于堆的调整算法heap_adjust,堆的创建和交换数据之后的调整都需要使用该算法;

示例:

可以使用递归来实现该算法,也可以使用一个while语句来实现;

时间复杂度也为:O(nlgn );

四、冒泡排序

冒泡排序为将数据与其后面的数据进行比较,升序排序的时候,则把较大的数据移动到靠后的位置,不断的比较,把大的数据挨个挤到后面去;

时间复杂度为O(n2);

可以改为二元冒泡,向后置位冒大的,同时向前置位冒小的;

五、快速排序

快速排序的基本思路为:将一个无序序列分为两部分,怎么分?找一个数据,放在它有序的时候该在的位置,所有小于该数据的数据放置在它前面,所有大于该数据的放置在它后面,这个数据怎么选,通常选择无序序列的第一个数据。分为两部分之后,继续递归。

Ø如何使用一个数据将序列分为大于和小于的两个部分:将第一个数据取出来,则第一个位置空闲,从末端开始遍历,找到一个小于该数的数据移动到第一个位置,该数据位置空闲,再从首端开始遍历,找到一个大于该数的数据,移动至后端。两端轮流向中间遍历,直至碰头,找到该数据的合适位置。

Ø分为两部分之后,继续递归;

快速排序时间复杂度:O(nlogn),不稳定

六、归并排序

归并排序采用分治的思想,将一个无序的序列不断的二分,分割为大小为一的时候,则序列是有序的,再不断的将两个有序序列合并,最终整个序列有序。用到递归。

在时间上,比较好的排序算法是希尔排序,堆排序,快速排序,归并排序;这几个应该是重点。

时间复杂度:O(nlogn)


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