排序法彙總

2021-06-29 04:50:19 字數 3613 閱讀 7229

主關鍵字唯一區分不同資料,否則為次關鍵字。主關鍵字排序具有唯一性,次關鍵字否。若相同次關鍵字的元素排序可能發生交換順序,則稱演算法不穩定。常用排序演算法優劣衡量指標:

❶時間效能好。即較少的關鍵字比較次數和元素移動次數。

❷空間效能好。即輔助快取小。

❸穩定性。即相同次關鍵字元素,排序前後相對位置恆定

❶原理:從第2個元素開始,假設前面的元素已經排序完畢,每次將後序乙個元素插入至前面合適位置。

❷特點:穩定。適用基本有序或者排序或者元素個數少。

❸偽**:

viod insertsort (int data,int n)

int temp;

int i,j;

for i=1:n-1

temp=data[i];

j=i-1;

while(j>-1 &&temp

❹二分法直接插入。先尋找合適的插入位置。繼而移動元素,然後插入。減少了比較次數,移動次數未變。

templatevoid insertsort(t (&data)[n])

} else

low = i;

for (j = i - 1; j >= low; j--)//資料向後移動

data[j + 1] = data[j];

data[low] = temp;// 插入數值

}}

❶原理:又稱最小增量排序。希爾排序先將元素分為若干不重疊小組。每個小組分別直接排序。小組個數逐漸減小。最後在乙個組排序完成。希爾排序基於直接排序在基本有序元素列的高效率考慮。

❷特點:不穩定。

❸偽**:

void shellsort(int data,int n,int d,int m)

int span,temp;

int i,j,k,key;

for(i=0;i=0&&temp>data[key])

data[key+span]=data[key];

key-=span;

data[key+span]=temp;

}

分析:shell排序時間效能優於直接選擇排序。

1)初始時候步長比較大,每組元素少,排序很快。

2)後來基本有序,使用直接插入的時間也較快。

❶原理:選取最小的元素作為第乙個元素,繼而尋找第2大的元素作為第2個元素。繼而依次....

❷特點:不穩定。

❸偽**:

viod insertsort (int data,int n)

int min;

int temp;

for(int i=0;idata[j])

min=j;

if(min!=i)//將最小元素放在比較序列的最前面

temp=data[i];

data[i]=data[min];

data[min]=temp;

❶堆:以大跟堆為例,滿足3個性質。根節點最大;從大根堆至任何葉子節點的路徑,非遞增有序;任意非空左右子樹均為大根堆。

❷原理:調整堆

❸特點:不穩定。不適宜元素少或者排列有序的情況,適合元素多且亂序情況。堆不穩定因為需要每次最後乙個元素和堆頂元素交換。

void adjustheap(int a,int n,int k)//調整堆,已知a[k+1]----a[n-1]已經為堆。調整根節點為a[k]的堆

} a[k]=temp;//根節點賦值給當前子節點

}void heapsort(int a,int n)

}

❶原理:兩兩比較大小,將較大的元素像右移動。因此先是最大元素移動至列尾,繼而是次最大..........

❷特點:比直接插入和直接排序移動次數多。是最慢的一種方法。

❸偽**:

void bubblesort(int data,int n)

}

❶原理:又稱為劃分排序。選取基本元素,將小於基本元素向前移動。大於基本元素的向後移動。最後將基準元素左右2邊分別作為子區間遞迴呼叫。

❷特點:需要附加棧空間。不穩定(涉及到元素交換)。平均速度最快。可以比較居中元素,前後元素。取三者中居中的作為基本元素,並將其移動至隊前列。輔助空間o(log2n).

❸偽**:

void quickresort(int data, int low, int high)

思想:通過對映函式將n個數對映至m個桶中(比如劃分區間),在單獨對每個桶的數進行單獨排序比如快速排序。時間複雜度為o(n+n*log(n/m)),最好為o(n)此時每個桶只有乙個數,但是空間很大,最壞為log(nlogn),此時所有的數都被分到乙個桶裡面。

桶排序的穩定性取決於單個桶的排序演算法。若是快速排序則不穩定。

計數排序是桶排序的特例,此時對映函式未f(x)=x,桶的個數為max+1

一種適用於關鍵值為整形的高效排序法。設數字為m位d進製數(如1234為4位10進製數)。則定義d個桶。對於總數為n的d進製位的數。最好最差平均時間均為o(m*n),輔助儲存方面,若採用鏈式佇列,則為o(n);考慮順序佇列,因為要考慮最差情況,則o(n*d),此時被n個數進入同乙個佇列,實現需要分配d*n個輔助儲存單元.

思想:先排最低位進桶,再排次地位進桶,依次按序號進桶。

桶使用佇列儲存,保證先進先出。為穩定演算法。

//m位d進製

void radixsort(int data,int length,int m,const int d){

queue* q=new queue[d];

int power;

for(int i=0;i

❶從時間角度。

平均。直接插入,直接選擇,冒泡均為o(n.^2)。堆,歸併,快速為o (nlogn)。希爾排序基於2者之間。

最好。直接插入,冒泡和直接插入為o(n)最好。快速,歸併,堆次之為 o (nlogn)。

最差。堆和歸併仍然為 o (nlogn),其它為o(n.^2)

❷從空間的角度。

歸併最差,需要o(n)。快速為o(logn)(輔助棧空間)。其它均為o(1)。

❸從穩定角度

只要直接插入,歸併,冒泡,基數,

計數 排序穩定。

❹總結:

數目多且隨機。記憶體容許要求穩定可以用歸併;記憶體不容許或者不要求穩定,可以用堆排序。直接插入和冒泡在最好的情況下效能最好。當n比較大且隨機分布時,快速排序效果好。當n很大時且關鍵字很小,使用基數排序。

❺.std::sort封裝了快速排序演算法,因此是不穩定的,如果要使用穩定排序,可以用std:stable_sort

另外,二叉樹排序法的時間複雜度,最壞為o(n.^2),平均為o(nlogn).空間複雜度為o(n)

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