十大經典排序演算法

2022-08-22 08:18:14 字數 2775 閱讀 5819

常見經典排序

非線性時間比較類排序:通過比較來決定元素間的相對次序,由於其時間複雜度不能突破o(nlogn),因此稱為非線性時間比較類排序。

線性時間非比較類排序:不通過比較來決定元素間的相對次序,它可以突破基於比較排序的時間下界,以線性時間執行,因此稱為線性時間非比較類排序。

時間複雜度&空間複雜度&穩定性

穩定:如果a原本在b前面,而a=b,排序之後a仍然在b的前面。

不穩定:如果a原本在b的前面,而a=b,排序之後 a 可能會出現在 b 的後面。

時間複雜度:對排序資料的總的操作次數。反映當n變化時,操作次數呈現什麼規律。

空間複雜度:對乙個演算法在執行過程中臨時占用儲存空間大小的量度,記做s(n)=o(f(n))。

氣泡排序(bubble sort),是一種電腦科學領域的較簡單的排序演算法。

它重複地走訪過要排序的數列,一次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重複地進行直到沒有再需要交換,也就是說該數列已經排序完成。

這個演算法的名字由來是因為越大的元素會經由交換慢慢「浮」到數列的頂端,故名「氣泡排序」。

氣泡排序(bubble sort)

對比陣列中前乙個元素跟後乙個元素的大小,如果後面的元素比前面的元素小則用乙個變數k來記住他的位置,接著第二次比較,前面「後乙個元素」現變成了「前乙個元素」,繼續跟他的「後乙個元素」進行比較如果後面的元素比他要小則用變數k記住它在陣列中的位置(下標),等到迴圈結束的時候,我們應該找到了最小的那個數的下標了,然後進行判斷,如果這個元素的下標不是第乙個元素的下標,就讓第乙個元素跟他交換一下值,這樣就找到整個陣列中最小的數了。然後找到陣列中第二小的數,讓他跟陣列中第二個元素交換一下值,以此類推。

選擇排序(selection sort)

有乙個已經有序的資料序列,要求在這個已經排好的資料序列中插入乙個數,但要求插入後此資料序列仍然有序,這個時候就要用到一種新的排序方法——插入排序法,插入排序的基本操作就是將乙個資料插入到已經排好序的有序資料中,從而得到乙個新的、個數加一的有序資料,演算法適用於少量資料的排序,時間複雜度為o(n^2)。是穩定的排序方法。插入演算法把要排序的陣列分成兩部分:第一部分包含了這個陣列的所有元素,但將最後乙個元素除外(讓陣列多乙個空間才有插入的位置),而第二部分就只包含這乙個元素(即待插入元素)。在第一部分排序完成後,再將這個最後元素插入到已排好序的第一部分中。

插入排序的基本思想是:每步將乙個待排序的記錄,按其關鍵碼值的大小插入前面已經排序的檔案中適當位置上,直到全部插入完為止。

插入排序(insertion sort)

希爾排序(shell's sort)是插入排序的一種又稱「縮小增量排序」(diminishing increment sort),是直接插入排序演算法的一種更高效的改進版本。希爾排序是非穩定排序演算法。該方法因d.l.shell於2023年提出而得名。

希爾排序(shell sort)

歸併排序(merge-sort)是建立在歸併操作上的一種有效的排序演算法,該演算法是採用分治法(divide and conquer)的乙個非常典型的應用。將已有序的子串行合併,得到完全有序的序列;即先使每個子串行有序,再使子串行段間有序。若將兩個有序表合併成乙個有序表,稱為二路歸併。

歸併排序(merge sort)

快速排序(quicksort)是對氣泡排序的一種改進。

快速排序由c. a. r. hoare在2023年提出。它的基本思想是:通過一趟排序將要排序的資料分割成獨立的兩部分,其中一部分的所有資料都比另外一部分的所有資料都要小,然後再按此方法對這兩部分資料分別進行快速排序,整個排序過程可以遞迴進行,以此達到整個資料變成有序序列。

快速排序(quick sort)

堆排序(heapsort)是指利用堆積樹(堆)這種資料結構所設計的一種排序演算法,它是選擇排序的一種。可以利用陣列的特點快速定位指定索引的元素。堆分為大根堆和小根堆,是完全二叉樹。大根堆的要求是每個節點的值都不大於其父節點的值,即a[parent[i]] >= a[i]。在陣列的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因為根據大根堆的要求可知,最大的值一定在堆頂。

堆排序(heap sort)

計數排序是乙個非基於比較的排序演算法,該演算法於2023年由 harold h. seward 提出。它的優勢在於在對一定範圍內的整數排序時,它的複雜度為ο(n+k)(其中k是整數的範圍),快於任何比較排序演算法。

當然這是一種犧牲空間換取時間的做法,而且當o(k)>o(n*log(n))的時候其效率反而不如基於比較的排序(基於比較的排序的時間複雜度在理論上的下限是o(n*log(n)), 如歸併排序,堆排序)

計數排序(counting sort)

桶排序 (bucket sort)或所謂的箱排序,是乙個排序演算法,工作的原理是將陣列分到有限數量的桶子裡。每個桶子再個別排序(有可能再使用別的排序演算法或是以遞迴方式繼續使用桶排序進行排序)。桶排序是鴿巢排序的一種歸納結果。當要被排序的陣列內的數值是均勻分配的時候,桶排序使用線性時間(θ(n))。但桶排序並不是 比較排序,他不受到 o(n log n) 下限的影響。

桶排序(bucket sort)

基數排序(radix sort)屬於「分配式排序」(distribution sort),又稱「桶子法」(bucket sort)或bin sort,顧名思義,它是透過鍵值的部份資訊,將要排序的元素分配至某些「桶」中,藉以達到排序的作用,基數排序法是屬於穩定性的排序,其時間複雜度為o (nlog(r)m),其中r為所採取的基數,而m為堆數,在某些時候,基數排序法的效率高於其它的穩定性排序法。

基數排序(radix sort)

十大經典排序演算法

載自 排序演算法是 資料結構與演算法 中最基本的演算法之一。排序演算法可以分為內部排序和外部排序,內部排序是資料記錄在記憶體中進行排序,而外部排序是因排序的資料很大,一次不能容納全部的排序記錄,在排序過程中需要訪問外存。常見的內部排序演算法有 插入排序 希爾排序 選擇排序 氣泡排序 歸併排序 快速排...

十大經典排序演算法

不穩定排序種類為4種 快速排序 核心思想是partition操作 二分法分而治之 平均時間複雜度nlogn 希爾排序 高階版的插入排序,先把間隔較遠的子串行排序,最後間隔為1時,等同於插入排序 插入排序在序列有序時,時間複雜度常數級,所以先讓子串行總體有序,能有效降低時間複雜度 平均時間複雜度n 1...

十大經典排序演算法

排序演算法有很多,包括插入排序,氣泡排序,堆排序,歸併排序,選擇排序,計數排序,基數排序,桶排序,快速排序等。插入排序,堆排序,選擇排序,歸併排序和快速排序,氣泡排序都是比較排序,它們通過對陣列中的元素進行比較來實現排序,其他排序演算法則是利用非比較的其他方法來獲得有關輸入陣列的排序資訊。各種排序演...