常见排序:
- 排序:所谓排序,就是使一串记录,按照其中的某个或某些关键字的大小,递增或递减的排列起来的操作。
- 稳定性:假定在待排序的记录序列中,存在多个具有相同的关键字的记录,若经过排序,这些记录的相对次序保持不变,即在原序列中,r[i] = r[j] ,且 r[i] 在 r[j] 之前,而在排序后的序列中,r[i] 仍在 r[j] 之前,则称这种排序算法是稳定的;否则称为不稳定的。
- 内部排序:数据元素全部放在内存中的排序。
- 外部排序:数据元素太多不能同时放在内存中,根据排序过程的要求不能在内外存之间移动数据的排序。
目录
选择排序类:
1、 简单选择排序:
1.1 简单选择排序的特性总结:
1.1.1 时间复杂度:
1.1.2 空间复杂度:
1.1.3 稳定性:
2、 堆排序:
2.1. 堆排序的要点分两步:
2.1.1 建立大小堆:
2.1.2 利用大小堆排序:
2.1 堆排序的特性总结:
2.1.1 时间复杂度:
2.1.2 空间复杂度:
2.1.3 稳定性:
选择排序类:
选择排序类的基本思想:每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完 。
1、 简单选择排序:
- 在元素集合array[i]--array[n-1]中选择关键码最大(小)的数据元素。
- 若它不是这组元素中的最后一个(第一个)元素,则将它与这组元素中的最后一个(第一个)元素交换。
- 在剩余的array[ i ] ~ array[ n - 2 ](array[ i + 1 ] ~ array[ n - 1 ])集合中,重复上述步骤,直到集合剩余1个元素。
//直接插入排序
// 对比 插入排序,谁更小。
void SelectSort(int* a, int n)
{
assert(a);
int begin = 0, end = n - 1;
while (begin < end)
{
int mini = begin;
for (int i = begin + 1; i <= end; ++i)
{
if (a[i] < a[mini])
mini = i;
}
Swap(&a[begin], &a[mini]);
++begin;
}
}
1.1 简单选择排序的特性总结:
- 简单选择排序思考非常好理解,但是效率不是很好。实际中很少使用
- 时间复杂度:O(N^2)
- 空间复杂度:O(1)
- 稳定性:不稳定
1.1.1 时间复杂度:
时间复杂度:O(N^2)
是常见的等差数列:n, n-1, n-2, …… 1。
1.1.2 空间复杂度:
空间复杂度:O(1)
1.1.3 稳定性:
2、 堆排序:
堆排序(Heapsort)是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。它是通过堆来进行选择数据。需要注意的是排升序要建大堆,排降序建小堆。
//数据交换
void Swap(int* e1, int* e2)
{
int tmp = *e1;
*e1 = *e2;
*e2 = tmp;
}
//向下调整
void AdjustDown(int* a, int n, int root)
{
int parent = root;
int child = parent * 2 + 1;
while (child < n)
{ //>大堆,<小堆
if (child + 1 < n && a[child + 1] > a[child])
{
++child;
}
//>大堆,<小堆
if (a[child] > a[parent])
{
Swap(&a[child], &a[parent]);
parent = child;
child = parent * 2 + 1;
}
else
{
break;
}
}
}
//堆排序
void HeapSort(int* a, int n)
{
assert(a);
// 建堆,先从最后两个叶子上的根(索引为(n - 2) / 2开始建堆
// 建最小的堆(最大的堆)
for (int i = (n - 2) / 2; i >= 0; --i)
{
AdjustDown(a, n, i);
}
//end:表示最后一个位置
int end = n - 1;
//只剩一个数时,就不需要调整了
while (end > 0)
{
//0位置和最后一个位置交换
Swap(&a[0], &a[end]);
AdjustDown(a, end, 0);
--end;
}
}
2.1. 堆排序的要点分两步:
2.1.1 建立大小堆:
对于向下调整,需要根节点的堆成立大小堆,否则会导致堆的混乱,而针对于一个未排序为堆的数组,如果以a[0]为父节点,会导致堆的混乱。
- 用于排序的父节点
- 代比较的子节点
- 比较后挑选出的子节点
- 对于当时的根节点,已排序好的节点
2.1.2 利用大小堆排序:
2.1 堆排序的特性总结:
- 堆排序使用堆来选数,效率就高了很多。
- 时间复杂度:O(N*logN)
- 空间复杂度:O(1)
- 稳定性:不稳定
2.1.1 时间复杂度:
首先,我们需要知道向下建堆的时间复杂度:
即:O(N)。
建立大小堆的时间复杂度:
于是,时间复杂度为: O(N)。
(倒过来看,原来是从第1层向其他层看,而这个建队是从最后一个父节点开始,于是就从第h-1层看)
利用大小堆排序的时间复杂度:
于是,时间复杂度为: O(N*logN)。
单趟:
在之前,我们已经建堆完成,其的无序是因为我们将最后一个元素与第一个元素交换位置。然后 n-1 ,于是唯一一个堆无序的就是第一个元素。而最差的情况就是其需要调到最底层,于是时间复杂度为O(logN)。
全趟:
单趟是O(logN),一共有n个元素,所以就是:O(N*logN)。
2.1.2 空间复杂度:
没有使用递归,并且变量的创建也是常数。所以是O(1)。



