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常見排序算法歸納

排序算法壹般分類:

比較兩個相鄰的元素,將值大的元素交換至右端。

依次比較兩個相鄰的數,將小數放到前面,大數放到後面

即在第壹趟:首先比較第1個數和第2個數,將小數放前,大數放後。然後比較第2個數和第3個數,將小數放前,大數放後,如此壹直繼續下去,直到比較最後兩個數,將小數放前,大數放後。然後重復第壹趟步驟,直到所有排序完成。

第壹趟比較完成後,最後壹個數壹定是數組中最大的壹個數,所以第二趟比較的時候最後壹個數不參與比較。

第二趟完成後,倒數第二個數也壹定是數組中第二大的數,所以第三趟比較的時候最後兩個數不參與比較。

依次類推......

輸出結果:

冒泡排序的優點: 每進行壹趟排序,就會少比較壹次,因為每進行壹趟排序都會找出壹個較大值。如上例:第壹趟比較之後,排在最後的壹個數壹定是最大的壹個數,第二趟排序的時候,只需要比較除了最後壹個數以外的其他的數,同樣也能找出壹個最大的數排在參與第二趟比較的數後面,第三趟比較的時候,只需要比較除了最後兩個數以外的其他的數,以此類推……也就是說,沒進行壹趟比較,每壹趟少比較壹次,壹定程度上減少了算法的量。

用時間復雜度來說:

從壹個數組中隨機選出壹個數N,通過壹趟排序將數組分割成三個部分,1、小於N的區域 2、等於N的區域 3、大於N的區域,然後再按照此方法對小於區的和大於區分別遞歸進行,從而達到整個數據變成有序數組。

如下圖:

假設最開始的基準數據為數組的第壹個元素23,則首先用壹個臨時變量去存儲基準數據,即 tmp=23 ,然後分別從數組的兩端掃描數組,設兩個指示標誌: low 指向起始位置, high 指向末尾。

首先從後半部分開始,如果 掃描到的值大於基準數據 就讓 high-1 ,如果發現有元素比該基準數據的值小,比如上面的 18 <= tmp ,就讓 high位置的值賦值給low位置 ,結果如下:

然後開始從前往後掃描,如果掃描到的值小於基準數據就讓 low+1 ,如果發現有元素大於基準數據的值,比如上圖 46 >= tmp ,就再將 low 位置的值賦值給 high 位置的值,指針移動並且數據交換後的結果如下:

然後再開始從前往後遍歷,直到 low=high 結束循環,此時low或者high的下標就是 基準數據23在該數組中的正確索引位置 ,如下圖所示:

這樣壹遍遍的走下來,可以很清楚的知道,快排的本質就是把比基準數據小的都放到基準數的左邊,比基準數大的數都放到基準數的右邊,這樣就找到了該數據在數組中的正確位置。

然後采用遞歸的方式分別對前半部分和後半部分排序,最終結果就是自然有序的了。

輸出結果:

最好情況下快排每次能恰好均分序列,那麽時間復雜度就是O(nlogn),最壞情況下,快排每次劃分都只能將序列分為壹個元素和其它元素兩部分,這時候的快排退化成冒泡排序,時間復雜度為O(n^2)。

插入排序的基本操作就是將壹個數據插入到已經排好序的有序數據中,從而得到壹個新的、個數加壹的有序數據,算法適用於少量數據的排序,時間復雜度為O(n^2)。是穩定的排序方法。

將壹個數據插入到 已經排好序的有序數據

第壹趟排序:

用數組的第二個數與第壹個數( 看成是已有序的數據 )比較

第二趟排序:

用數組的第三個數與已是有序的數據 {2,3} (剛才在第壹趟排的)比較

在第二步中:

...

後面依此類推

輸出結果:

選擇排序是壹種簡單直觀的排序算法。它的工作原理是每壹次從待排序的數據元素中選出最小(或最大)的壹個元素,存放在序列的起始位置,然後,再從剩余未排序元素中繼續尋找最小(大)元素,然後放到已排序序列的末尾。以此類推,直到全部待排序的數據元素排完。 選擇排序是不穩定的排序方法。

舉例:數組 int[] arr={5,2,8,4,9,1}

第壹趟排序 : 原始數據: 5 2 8 4 9 1

最小數據1,把1放在首位,也就是1和5互換位置,

排序結果: 1 2 8 4 9 5

第二趟排序

第1以外的數據 {2 8 4 9 5} 進行比較,2最小,

排序結果: 1 2 8 4 9 5

第三趟排序

除 1、2 以外的數據 {8 4 9 5} 進行比較,4最小,8和4交換

排序結果: 1 2 4 8 9 5

第四趟排序 :

除第 1、2、4 以外的其他數據 {8 9 5} 進行比較,5最小,8和5交換

排序結果: 1 2 4 5 9 8

第五趟排序:

除第 1、2、4、5 以外的其他數據 {9 8} 進行比較,8最小,8和9交換

排序結果: 1 2 4 5 8 9

輸出結果:

歸並排序(merge sort)是利用歸並的思想實現的排序方法,該算法采用經典的分治(divide-and-conquer)策略(分治法將問題分(divide)成壹些小的問題然後遞歸求解,而治(conquer)的階段則將分的階段得到的各答案"修補"在壹起,即分而治之)。

比如我們對 [8,4,5,7,1,3,6,2] 這個數組進行歸並排序,我們首先利用分治思想的“分”將數組拆分。

輸出結果:

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