排序算法

排序算法.png
  • 排序算法的穩(wěn)定性:就是相同值的兩個(gè)元素會(huì)不會(huì)改變它們的次序闽铐,不改變就是穩(wěn)定源譬,改變了就是不穩(wěn)定睬捶。

菜鳥教程-排序方法列表一覽

選擇排序

菜鳥教程-選擇排序

基本思想:從首個(gè)開始屈藐,過濾整個(gè)數(shù)據(jù)找到第一小和首位進(jìn)行交換奶赠。下一輪從第二個(gè)開始找到第二小和第二位交換……

冒泡排序

菜鳥教程-冒泡排序

基本思想:相鄰兩數(shù)比較鱼填,交換,大的放后面毅戈。

和選擇排序的不同在于:相鄰的進(jìn)行比較苹丸、交換……

插入排序

菜鳥教程-插入排序

簡(jiǎn)單排序中最好用的一種。

基本思想:(可以類比于打撲克牌時(shí)在自己手里整理牌)前方的是已排好序的部分(起初數(shù)量為 1 個(gè))苇经,后面的逐個(gè)插入到前方已排好序的部分(插入的位置之后的有序的位置順序后移)赘理。

希爾排序

菜鳥教程-希爾排序

改進(jìn)的插入排序。

基本思想:以固定間隔對(duì)應(yīng)的值先排序(插排)扇单;縮小間隔直到間隔為 1商模。

優(yōu)點(diǎn)主要在:間隔大時(shí)移動(dòng)的個(gè)數(shù)少;間隔小時(shí)移動(dòng)的距離短令花。

歸并排序

菜鳥教程-歸并排序

基本思想:(分塊遞歸)f(n) 為數(shù)組分兩半阻桅,分別對(duì)兩半進(jìn)行排序(同樣用 f(n)),最后將兩半整合(二路歸并)兼都。

時(shí)間復(fù)雜度: N 個(gè)數(shù)大概分 logN 次,每個(gè)小組排序時(shí)間大概為 N稽寒,所以是 O(NlogN)

空間復(fù)雜度:因?yàn)槭褂昧司歪尫帕税绫蹋詢H O(N)

一般語(yǔ)言的對(duì)象排序都是歸并排序(如 java、python)。對(duì)象排序一般要求穩(wěn)定慎王。

快速排序

菜鳥教程-快速排序

快排中經(jīng)典的叫“單軸快排”蚓土,改進(jìn)的叫“雙軸快排”。軸(pivot)赖淤。

基本思想:以軸為中心蜀漆,將比軸小的排前面,大的分后面咱旱;(遞歸)將軸外兩部分再次按軸進(jìn)行分……直到軸兩邊的元素少于 1 個(gè)确丢。

實(shí)現(xiàn)方式有優(yōu)有劣,關(guān)鍵在于找中軸的兩側(cè)塊的方法(哪個(gè)是軸可以任意選):

  1. 從一側(cè)出發(fā)吐限,小于軸的掠過鲜侥,大于軸的放后面,最后將軸放在合適的位置(和最后一個(gè)小于等于軸的進(jìn)行交換)诸典。
  2. 從兩側(cè)出發(fā)(略過軸)描函,前側(cè)找小于軸的,后側(cè)找大于軸的狐粱,兩者都找到不符合的舀寓,交換一下,繼續(xù)找肌蜻,最后將軸放在合適的位置基公。

時(shí)間復(fù)雜度:每分一次需要遍歷 N 次,分的次數(shù)為 logN 次(每次分兩半嘛)宋欺,所以時(shí)間復(fù)雜度為 N*logN轰豆。
空間復(fù)雜度:因?yàn)槊糠值囊徊糠侄夹枰R時(shí)變量,所以為 logN

  • 雙軸快排:兩個(gè)軸齿诞,分三部分酸休。

工業(yè)上的數(shù)組排序(Array.sort() 內(nèi)部實(shí)現(xiàn),提前預(yù)判)

  • 一小塊一小塊排得比較好祷杈,歸并
  • 數(shù)組短斑司,插入
  • 然后考慮快排
    • 取 5 個(gè)數(shù),相等但汞,單軸
    • 不相等宿刮,雙軸

計(jì)數(shù)排序

菜鳥教程-計(jì)數(shù)排序

非比較排序;桶思想的一種私蕾。桶排序都是非比較的排序僵缺。

適用范圍:數(shù)組元素的個(gè)數(shù)比較大,但值都比較小踩叭。如員工年齡磕潮。

基本思想:數(shù)組的下標(biāo)做為要排序的值翠胰,數(shù)組元素值作為個(gè)數(shù)。

空間復(fù)雜度: N+K自脯,N 是排序結(jié)果數(shù)組之景,K 為桶的個(gè)數(shù)。

時(shí)間復(fù)雜度:N+K膏潮,N 為元素加加的次數(shù)锻狗,就是元素的個(gè)數(shù);K 為返回結(jié)果時(shí)對(duì)桶的遍歷焕参。

計(jì)數(shù)排序變成穩(wěn)定的:需要再遍歷原數(shù)組轻纪,按序生成目標(biāo)數(shù)組。

基數(shù)排序

菜鳥教程-基數(shù)排序

非比較排序龟糕;桶排序的一種桐磁。基數(shù)排序本質(zhì)是一種多關(guān)鍵字的排序讲岁。

基本思想:

  • 先按個(gè)位數(shù)進(jìn)行排序我擂,一樣的放一個(gè)桶中,再按順序取出(桶按由小到大排序)缓艳;
  • 再按十位數(shù)進(jìn)行排序校摩,一樣的放一個(gè)桶中,再按順序取出阶淘;
  • 再按高一位的繼續(xù)重復(fù)上一步衙吩,不足的位數(shù)按此位為 0 計(jì),直到取到最高位……
  • 由于放入和取出是有順序的溪窒,所以在最后取出后結(jié)果是由小到大排好序的坤塞。

空間復(fù)雜度: 可以做到 O(N)。(靠編程技巧)
時(shí)間復(fù)雜度: 就是一次一次復(fù)制澈蚌。O(N*K)摹芙,N 為數(shù)據(jù)量的個(gè)數(shù),K 為建一系列桶的次數(shù)宛瞄,也就是數(shù)據(jù)的位數(shù)浮禾。

總結(jié):

  • 本質(zhì)是一種多關(guān)鍵字的排序
  • 有低位優(yōu)先和高位優(yōu)先兩種
    • LSD(Least Significant Digit first)低位優(yōu)先,如上份汗。
    • MSD(Least Significant Digit first) 高位優(yōu)先盈电。遞歸的思想(我自己的容器的思想)。

桶排序

菜鳥教程-桶排序

基本思想:通過分桶杯活,進(jìn)行排序匆帚,桶內(nèi)再單獨(dú)排序。最后按順序輸出轩猩。

普通的桶算法排序不常用卷扮,只有特殊場(chǎng)景才有用荡澎。原因:

  • 桶內(nèi)還需要排序
  • 不好分桶
  • 桶不好用數(shù)據(jù)存
    • 若用 ArrayList(go 里是 slice)會(huì)有數(shù)據(jù)空間增長(zhǎng)的問題均践。
    • 若用鏈表晤锹,鏈表的排序特別麻煩,相當(dāng)于冒泡思想彤委。

它的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度也相當(dāng)麻煩鞭铆。

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