數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(三):排序算法(下)

插入排序

直接插入排序

直接插入排序(Straight Insertion Sort)的基本操作是將一個記錄插入到已經(jīng)排好序的有序表中,從而得到一個新的吹由、記錄數(shù)增1的有序表若未。

插入排序算法其實很好理解,我們在玩撲克牌的時候倾鲫,通常喜歡左手拿著排好序的牌粗合,右手拿一張牌然后在左手找位置插入萍嬉,基本上就是這個思想。我們整理牌的方法隙疚,其實就是直接插入排序壤追。


在這里插入圖片描述

對于插入排序,我們可以有兩種構(gòu)造

  1. 設(shè)定哨兵位供屉,即在數(shù)組第一位留空行冰,循環(huán)中每一次要排序的那個數(shù)(從第二個數(shù)開始)先賦值給哨兵位,然后相應(yīng)數(shù)字往后移動伶丐。說到底這個哨兵位起到暫時儲存值的作用悼做。
  2. 用變量temp來儲存要排序的那個值,以下代碼是這個方法的實現(xiàn)哗魂。
void insertSort(int* a,int len)
{
   int i,j,temp;
   for(i=1;i<len;i++)   //數(shù)組中從第二個數(shù)開始(假設(shè)第一個數(shù)已經(jīng)是排好的)
   {                    //遍歷后面每一個數(shù)肛走,進行插入排序操作
      temp=a[i];        //把要排序的那個數(shù)先拿出來
      for(j=i-1;a[j]>temp;j--)    //逐一比較
      {
         a[j+1]=a[j];             //數(shù)組中在temp之前的每一個數(shù)向后移動
      }
      a[j+1]=temp;      //找到了要插入的位置,插入
   }                    //由于for循環(huán)中最后j--了录别,所以是a[j+1]朽色,而不是a[j]
}

希爾排序

分享一篇有助于學(xué)習(xí)希爾排序的文章:圖解希爾排序

希爾排序(Shell Sort)是把記錄按下標(biāo)的一定增量分組,對每組使用直接插入排序算法排序庶灿;隨著增量逐漸減少纵搁,每組包含的關(guān)鍵詞越來越多吃衅,當(dāng)增量減至1時往踢,整個文件恰被分成一組,算法便終止徘层。

那怎么理解這個定義呢峻呕?什么是增量?
其實希爾排序的關(guān)鍵趣效,并不是隨便分組然后各自排序的瘦癌,而就是按這個增量,也就是下標(biāo)相隔的距離來進行分組跷敬,各個子序列有序讯私,跳躍排序,到最終到整體有序西傀。

選取增量的方式斤寇,是個世界難題,迄今為止沒有人找到一種最好的增量序列拥褂。
在《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》中是用increment = increment/3+1的方式(兼顧奇偶)娘锁,在上面分享的那篇文章,則是用gap = gap/2折半的方式來縮小增量饺鹃。

void shellSort(int* a,int n)
{  //j,i兩個循環(huán)變量莫秆,gap每次分組中元素的物理位置間隔(以元素大小為單位)间雀,x一個暫時存放插入值的變量 
   int j,gap=n/2,i,x;
   for(gap;gap>0;gap/=2)//每次改變每組中元素的物理位置間隔 
      for(i=gap;i<n;i++){
//(當(dāng)不是最后一次時)當(dāng)i自加時,實質(zhì)就是跳到了下一個分組上(總是對分組的第二個元素進行排序) 
         x=a[i];
         for(j=i-gap;j>=0&&x<a[j];j-=gap)//若x小于a[j]元素的值镊屎,
         {     //則將a[j]賦值給a[j]的下一個邏輯單元并移動j到j(luò)的上一個邏輯值 (找到x的插入點的前一個邏輯點) 
               a[j+gap]=a[j];
         }
         a[j+gap]=x;//將x插入
      }
}

下面我們再來看一次直接插入排序希爾排序的動畫對比:

直接插入排序

希爾排序

希爾排序不愧是第一批突破O(n^2)時間的算法惹挟,用一個簡單的思想就能夠完成高效的算法排序。


歸并排序

歸并排序(Merging Sort)是利用歸并的思想實現(xiàn)的排序方法缝驳,該算法采用經(jīng)典的==分治==(divide-and-conquer)策略(分治法將問題(divide)成一些小的問題然后遞歸求解匪煌,而(conquer)的階段則將分的階段得到的各答案"修補"在一起,即分而治之)党巾。

分治思想

歸并排序

歸并排序的遞歸實現(xiàn)萎庭,我們需要兩個函數(shù)來完成,一個函數(shù)用于完成分而治之的工作齿拂,另一個函數(shù)調(diào)用上一個函數(shù)完成遞歸工作驳规。

代碼實現(xiàn)及其說明:

void Merge(int SR[],int TR[],int i ,int m ,int n)
{
    int j,k,l;
    for(j=m+1,k=i;i<=m && j<=n;k++)  //兩個序列,i第一個序列起點署海,j=m+1第二個序列起點
    {                               //將SR中記錄有小到大歸并入TR
        if (SR[i]<SR[j])
            TR[k]=SR[i++];    //第一個序列的第一個比第二個序列的第一個小吗购,所以賦值然后i+,取第一個序列的下一個
        else
            TR[k]=SR[j++];
    }
    if(i<=m)
    {
        for (l=0;l<=m-i;l++)
            TR[k+l]=SR[i+l]; //將剩余的SR[i...m]復(fù)制到TR
    }
    if(j<=n)
    {
        for (l=0;l<=n-j;l++)
            TR[k+l]=SR[j+l];  //將剩余的SR[j...m]復(fù)制到TR
    }
}

void MSort(int SR[],int TR1[],int s,int t )
{
    int m;
    int TR2[MAXSIZE+1];
    if (s==t)
    {
        TR1[s]=SR[s];
    }
    else
    {
        m=(s+t)/2;//將SR平分為兩個SR
        MSort(SR,TR2,s,m);//遞歸將SR(前半段)歸并為有序的TR2
        MSort(SR,TR2,m+1,t);//遞歸將SR(后半段)歸并為有序的TR2
        Merge(TR2,TR1,s,m,t); //傳三個參數(shù)目的 起點,分離點 砸狞,終點
        //將TR2(前半段)和TR2(后半段)歸并到TR1
    }
}
/**
*代碼來自《大話數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》捻勉,我們要使用寫好的歸并排序,就是調(diào)用 MSort()函數(shù)
* 參數(shù)說明:SR[]和TR1[]最開始傳參的時候都是傳入數(shù)組a
* s和t分別是1和最大下標(biāo)刀森,數(shù)組下標(biāo)從1開始
* MSort()的作用:將SR[s...t]歸并排序為TR1[s...t]
* Merge()的作用:將有序的SR[i...m]和SR[m+1...n]歸并為有序的TR[i...n]
*/
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末踱启,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子研底,更是在濱河造成了極大的恐慌埠偿,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 217,907評論 6 506
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件榜晦,死亡現(xiàn)場離奇詭異冠蒋,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機乾胶,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 92,987評論 3 395
  • 文/潘曉璐 我一進店門抖剿,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人识窿,你說我怎么就攤上這事斩郎。” “怎么了腕扶?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 164,298評論 0 354
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵孽拷,是天一觀的道長。 經(jīng)常有香客問我半抱,道長脓恕,這世上最難降的妖魔是什么膜宋? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 58,586評論 1 293
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮炼幔,結(jié)果婚禮上秋茫,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己乃秀,他們只是感情好肛著,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 67,633評論 6 392
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著跺讯,像睡著了一般枢贿。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上刀脏,一...
    開封第一講書人閱讀 51,488評論 1 302
  • 那天局荚,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼愈污。 笑死耀态,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的暂雹。 我是一名探鬼主播首装,決...
    沈念sama閱讀 40,275評論 3 418
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼杭跪!你這毒婦竟也來了仙逻?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開封第一講書人閱讀 39,176評論 0 276
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤揍魂,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎桨醋,沒想到半個月后棚瘟,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體现斋,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 45,619評論 1 314
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 37,819評論 3 336
  • 正文 我和宋清朗相戀三年偎蘸,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了庄蹋。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 39,932評論 1 348
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡迷雪,死狀恐怖限书,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情章咧,我是刑警寧澤倦西,帶...
    沈念sama閱讀 35,655評論 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站赁严,受9級特大地震影響扰柠,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏粉铐。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 41,265評論 3 329
  • 文/蒙蒙 一卤档、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望蝙泼。 院中可真熱鬧,春花似錦劝枣、人聲如沸汤踏。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 31,871評論 0 22
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽溪胶。三九已至,卻和暖如春稳诚,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間载荔,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,994評論 1 269
  • 我被黑心中介騙來泰國打工采桃, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留懒熙,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 48,095評論 3 370
  • 正文 我出身青樓普办,卻偏偏與公主長得像工扎,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子衔蹲,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 44,884評論 2 354

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容

  • 概述 排序有內(nèi)部排序和外部排序肢娘,內(nèi)部排序是數(shù)據(jù)記錄在內(nèi)存中進行排序,而外部排序是因排序的數(shù)據(jù)很大舆驶,一次不能容納全部...
    蟻前閱讀 5,184評論 0 52
  • 本文轉(zhuǎn)自公眾號 「程序員私房菜 」 一直有寫一篇關(guān)于排序算法文章的打算橱健,直到我看到了這一篇,我放棄了自己寫的打算沙廉,...
    KEEPINUP閱讀 2,442評論 4 15
  • 1.插入排序—直接插入排序(Straight Insertion Sort) 基本思想: 將一個記錄插入到已排序好...
    依依玖玥閱讀 1,253評論 0 2
  • 概述 排序有內(nèi)部排序和外部排序拘荡,內(nèi)部排序是數(shù)據(jù)記錄在內(nèi)存中進行排序,而外部排序是因排序的數(shù)據(jù)很大撬陵,一次不能容納全部...
    zwb_jianshu閱讀 1,137評論 0 0
  • 簡單來說珊皿,時間復(fù)雜度指的是語句執(zhí)行次數(shù),空間復(fù)雜度指的是算法所占的存儲空間 時間復(fù)雜度計算時間復(fù)雜度的方法: 用常...
    Teci閱讀 1,101評論 0 1