常見(jiàn)排序算法(一) 交換排序

1、冒泡排序

  • 算法思想

鄰位交換
若想升序排序流强,則將大的數(shù)值往后面冒慎玖,第一輪排序?qū)⒆畲蟮慕粨Q到數(shù)組最后一位贮尖,第二輪將次大的交換到數(shù)組倒數(shù)第二位,依次類推趁怔。

  • 代碼實(shí)現(xiàn)
public class BubbleSort
{
    public static int[] bubbleSort(int[] array)
    {
        for(int i = 0; i < array.length - 1; i++)
        {
            for(int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++)
            {
                //冒泡排序:通過(guò)前后交換的方式將最大的移到最后
                if(array[j] > array[j + 1])
                {
                    int temp = array[j];
                    array[j] = array[j+1];
                    array[j+1] = temp;
                }
            }
        }
        return array;
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        int[] array = new int[]{22,44,77,33,99,66};
        int[] result = bubbleSort(array);
        for(int i = 0; i<result.length;i++)
        {
            System.out.println(result[i]);
        }
    }
}
  • 復(fù)雜度
    時(shí)間復(fù)雜度:O(n^2)
    空間復(fù)雜度:O(1)
  • 穩(wěn)定性
    相鄰元素相等時(shí)不會(huì)交換湿硝,穩(wěn)定性好。
  • 使用場(chǎng)景
    數(shù)據(jù)量小的情況润努;基本有序的情況
  • 算法改進(jìn)
    設(shè)置標(biāo)識(shí)位关斜,若當(dāng)前一輪沒(méi)有發(fā)生任何交換,說(shuō)明該數(shù)組已有序铺浇,直接退出痢畜,不再執(zhí)行下一輪比較。加上標(biāo)識(shí)位后鳍侣,可以將最好時(shí)間復(fù)雜度降為O(n)丁稀,初始即為正序情況。

2倚聚、快速排序

  • 算法思想

分割 + 遞歸
1线衫、選擇一個(gè)基準(zhǔn),一般為中間位或者左側(cè)位秉沼;
2桶雀、左右兩側(cè)往中間走矿酵,左邊遇到比基準(zhǔn)大的,右邊遇到比基準(zhǔn)小的矗积,兩者交換全肮;
3、以基準(zhǔn)值為界棘捣,將數(shù)組分為兩部分辜腺,分別重復(fù)步驟1-2

public class QuickSort
{
    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high)
    {
        if(low >= high)
        {
            return;
        }
        int i = low;
        int j = high;
        int pivot = arr[(low + high)/2];

        while(i <= j)
        {
            while(arr[i] < pivot)
            {
                i++;
            }
            while(arr[j] > pivot)
            {
                j--;
            }
            if(i < j)
            {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
                i++;
                j--;
            }
            else if(i == j)
            {
                i++;
            }
        }
        quickSort(arr,low,j);
        quickSort(arr,i,high);
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        int[] array = new int[]{22,44,77,88,189,22,22,35,666,33,99,66};
        quickSort(array, 0, array.length - 1);
        for(int i = 0; i<array.length;i++)
        {
            System.out.println(array[i]);
        }
    }
}
  • 復(fù)雜度
    時(shí)間復(fù)雜度:O(nlogn)

每一次分割后均需遍歷所有元素,使用時(shí)間O(n)乍恐。最好的情況评疗,每次的分割成幾乎大小一致的兩部分,到達(dá)大小為一的數(shù)列前茵烈,只要做logn次嵌套的調(diào)用百匆,調(diào)用樹的深度是O(logn);最壞的情況呜投,每次分割1和n-1加匈,退化成冒泡排序時(shí)間復(fù)雜度變?yōu)镺(n^2)。

空間復(fù)雜度:最壞O(n)仑荐,最好O(logn)

  • 穩(wěn)定性
    不穩(wěn)定
  • 使用場(chǎng)景
    數(shù)據(jù)量大雕拼、初始排序隨機(jī);基于比較的排序中性能最好粘招。
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