各種排序演算法小結

2021-04-09 06:42:50 字數 3523 閱讀 2389

排序演算法是一種基本並且常用的演算法。由於實際工作中處理的數量巨大,所以排序演算法

對演算法本身的速度要求很高。

而一般我們所謂的演算法的效能主要是指演算法的複雜度,一般用o方法來表示。在後面我將

給出詳細的說明。

對於排序的演算法我想先做一點簡單的介紹,也是給這篇文章理乙個提綱。

我將按照演算法的複雜度,從簡單到難來分析演算法。

第一部分是簡單排序演算法,後面你將看到他們的共同點是演算法複雜度為o(n*n)(因為沒有

使用word,所以無法打出上標和下標)。

第二部分是高階排序演算法,複雜度為o(log2(n))。這裡我們只介紹一種演算法。另外還有幾種

演算法因為涉及樹與堆的概念,所以這裡不於討論。

第三部分類似動腦筋。這裡的兩種演算法並不是最好的(甚至有最慢的),但是演算法本身比較

奇特,值得參考(程式設計的角度)。同時也可以讓我們從另外的角度來認識這個問題。

第四部分是我送給大家的乙個餐後的甜點——乙個基於模板的通用快速排序。由於是模板函式

可以對任何資料型別排序(抱歉,裡面使用了一些論壇專家的呢稱)。

現在,讓我們開始吧:

一、簡單排序演算法

由於程式比較簡單,所以沒有加什麼注釋。所有的程式都給出了完整的執行**,並在我的vc環境

下執行通過。因為沒有涉及mfc和windows的內容,所以在borland c++的平台上應該也不會有什麼

問題的。在**的後面給出了執行過程示意,希望對理解有幫助。

1.冒泡法:

這是最原始,也是眾所周知的最慢的演算法了。他的名字的由來因為它的工作看來象是冒泡:

#include

void bubblesort(int* pdata,int count)

pdata[w+k] = itemp;

} }

} void main()

; shellsort(data,12);

for (int i=0;i<12;i++)

cout<(cmydata& data );

private:

char* m_strdatamember;

int m_idatasize;

}; mydata.cpp檔案

cmydata::cmydata():

m_iindex(0),

m_idatasize(0),

m_strdatamember(null)

cmydata::~cmydata()

cmydata::cmydata(int index,char* strdata):

m_iindex(index),

m_idatasize(0),

m_strdatamember(null)

cmydata& cmydata::operator =(cmydata &srcdata)

bool cmydata::operator <(cmydata& data )

bool cmydata::operator >(cmydata& data )

///

// //主程式部分

#include

#include "mydata.h"

template

void run(t* pdata,int left,int right)

}while(i<=j);//如果兩邊掃瞄的下標交錯,就停止(完成一次)

//當左邊部分有值(lefti),遞迴右半邊

if(right>i)

run(pdata,i,right);

} template

void quicksort(t* pdata,int count)

void main()

; quicksort(data,8);

for (int i=0;i<8;i++)

cout<(itemp=9)10,9,8,7->(itemp=8)10,9,8,7->(itemp=7)7,9,8,10(交換1次)

第二輪:7,9,8,10->7,9,8,10(itemp=8)->(itemp=8)7,8,9,10(交換1次)

第一輪:7,8,9,10->(itemp=9)7,8,9,10(交換0次)

迴圈次數:6次

交換次數:2次

其他:

第一輪:8,10,7,9->(itemp=8)8,10,7,9->(itemp=7)8,10,7,9->(itemp=7)7,10,8,9(交換1次)

第二輪:7,10,8,9->(itemp=8)7,10,8,9->(itemp=8)7,8,10,9(交換1次)

第一輪:7,8,10,9->(itemp=9)7,8,9,10(交換1次)

迴圈次數:6次

交換次數:3次

遺憾的是演算法需要的迴圈次數依然是1/2*(n-1)*n。所以演算法複雜度為o(n*n)。

我們來看他的交換。由於每次外層迴圈只產生一次交換(只有乙個最小值)。所以f(n)<=n

所以我們有f(n)=o(n)。所以,在資料較亂的時候,可以減少一定的交換次數。

4.插入法:

插入法較為複雜,它的基本工作原理是抽出牌,在前面的牌中尋找相應的位置插入,然後繼續下一張

#include

void insertsort(int* pdata,int count)

}while(i<=j);//如果兩邊掃瞄的下標交錯,就停止(完成一次)

//當左邊部分有值(lefti),遞迴右半邊

if(right>i)

run(pdata,i,right);

} void quicksort(int* pdata,int count)

void main()

; quicksort(data,7);

for (int i=0;i<7;i++)

cout<

cout<<"/n";

} 這裡我沒有給出行為的分析,因為這個很簡單,我們直接來分析演算法:首先我們考慮最理想的情況

1.陣列的大小是2的冪,這樣分下去始終可以被2整除。假設為2的k次方,即k=log2(n)。

2.每次我們選擇的值剛好是中間值,這樣,陣列才可以被等分。

第一層遞迴,迴圈n次,第二層迴圈2*(n/2)......

所以共有n+2(n/2)+4(n/4)+...+n*(n/n) = n+n+n+...+n=k*n=log2(n)*n

所以演算法複雜度為o(log2(n)*n)

其他的情況只會比這種情況差,最差的情況是每次選擇到的middle都是最小值或最大值,那麼他將變

成交換法(由於使用了遞迴,情況更糟)。但是你認為這種情況發生的機率有多大??呵呵,你完全

不必擔心這個問題。實踐證明,大多數的情況,快速排序總是最好的。

如果你擔心這個問題,你可以使用堆排序,這是一種穩定的o(log2(n)*n)演算法,但是通常情況下速度要慢

於快速排序(因為要重組堆)。

三、其他排序

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