計算機排序演算法

2021-09-01 21:15:30 字數 919 閱讀 9983

在電腦科學與數學中,乙個排序演算法(sorting algorithm)是一種能將一串資料依照特定排序方式的一種演算法。最常用到的排序方式是數值順序以及字典順序。有效的排序演算法在一些演算法(例如搜尋演算法與合併演算法)中是重要的,如此這些演算法才能得到正確解答。排序演算法也用在處理文字資料以及產生人類可讀的輸出結果。基本上,排序演算法的輸出必須遵守下列兩個原則:

輸出結果為遞增序列(遞增是針對所需的排序順序而言)

輸出結果是原輸入的一種排列、或是重組

雖然排序演算法是乙個簡單的問題,但是從電腦科學發展以來,在此問題上已經有大量的研究。舉例而言,氣泡排序在2023年就已經被研究。雖然大部分人認為這是乙個已經被解決的問題,有用的新演算法仍在不斷的被發明。(例子:圖書館排序在2023年被發表)

在電腦科學所使用的排序演算法通常被分類為:

當相等的元素是無法分辨的,比如像是整數,穩定度並不是乙個問題。然而,假設以下的數對將要以他們的第乙個數字來排序。

(4, 1)  (3, 1)  (3, 7)  (5, 6)
在這個狀況下,有可能產生兩種不同的結果,乙個是依照相等的鍵值維持相對的次序,而另外乙個則沒有:

(3, 1)  (3, 7)  (4, 1)  (5, 6)   (維持次序)

(3, 7) (3, 1) (4, 1) (5, 6) (次序被改變)

不穩定排序演算法可能會在相等的鍵值中改變紀錄的相對次序,但是穩定排序演算法從來不會如此。不穩定排序演算法可以被特別地實現為穩定。作這件事情的乙個方式是人工擴充鍵值的比較,如此在其他方面相同鍵值的兩個物件間之比較,(比如上面的比較中加入第二個標準:第二個鍵值的大小)就會被決定使用在原先資料次序中的條目,當作乙個同分決賽。然而,要記住這種次序通常牽涉到額外的空間負擔。

在這個**中,n是要被排序的紀錄數量以及k是不同鍵值的數量。

平均時間複雜度由高到低為:

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