排序算法1:交换排序

一、冒泡排序

谈到排序算法,首先映入脑中的便是冒泡排序,这也是我接触的第一种排序算法,的确算是一个比较经典的算法。冒泡排序的算法应该是从鱼吐泡泡的事件中启发出来的。也应该算是最容易理解的一种排序算法了

1.算法思想图解

从左到右的按照从小到大的顺序依次排列

第一次排序


第二轮排序


第三轮排序


随着比赛轮数的增加,比赛次数呈现递减趋势

2.时间复杂度

时间复杂度的算法:如果是四个数字排序的话,那第一轮排序需要进行3次,第二轮需要进行2次,第三轮需要1次,则为3+2+1次,推及到Nge数字排序的话那就是(n-1)+(n-2)+.....+1=n^2/2-n/2.根据复杂度的规则,去掉低阶项n/2,和常数系数,那么时间复杂度就是O(n^2)

3.空间复杂度

空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存。最优的空间复杂度为开始元素已排序即不需要进行交换,则空间复杂度为 0;最差的空间复杂度为原始元素为逆排序,则空间复杂度为 O(N);那么平均的空间复杂度为O(1)。

4.算法实现(java)

5.算法改进

看一下算法思想图解中,第二轮排序完成后已经完成了所有的排序,但是按照上面的算法实现,依然会进行第三轮比较排序,虽然单看上面的仅仅进行了最后一轮的操作,但是如果数组中的数量成百上千呢,如果数组的顺序一开始就是已经排序好了呢,那么这个耗费的时间也是不可低估的,所以要在原来算法的基础上进行改良,如下给定一个 整数型标识符 flag ,当某次外层循环中,内循环里没有发生相邻元素的交换,则表示当前数组已排序成功,直接跳出外层循环。


二、快速排序

1.算法思想及图解

(1)算法的思想

是冒泡排序的改进型。

a.在数组中选择一个基准点(该基准点的选取可能影响快速排序的效率),然后分别从数组的两端扫描数组.

b.设两个指示标志(low指向起始位置,high指向结束位置),首先从尾部逆序开始,如果发现有元素比该基准点的值小,就交换low和high位置的值

c.然后从前半部分正序开始扫描,如果有元素大于基准点的值,就交换low和high位置的值,如此往复循环,直到lo>=hi,

d.把基准点的值放到hi这个位置

e.使用递归方法对前半部分和后半部分进行以上步骤的排序即可。

(2)图解

第一轮排序:

然后将low和high重合前的数组和重合后数字之后的数组用递归方法进行一样的排序

注意:交换的是低位和高位的值,而不是基准值

2.时间复杂度

快速排序时间复杂度是O(NlogN).

3.算法代码实现(java)

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