從排序開始(一)氣泡排序 插入排序與選擇排序

2021-06-16 23:18:04 字數 2117 閱讀 2587

學習演算法,怎麼可以不懂排序?但很多時候,我們習慣了用 sort 和 qsort,對於具體排序,我們也許真忘光了。我們先從o(n^2)的常用排序開始。

氣泡排序(bubble sort):

說起排序就不能不說冒泡(bubble sort),它非常簡單,維基中這樣解釋「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小的元素會經由交換慢慢『浮』到數列的頂端。」

複雜度:

最差時間複雜度:o(n^2)

最優時間複雜度:o(n^2)

平均時間複雜度:o(n^2)

穩定性:穩定

我寫冒泡通常這樣寫:

void bubblesort(int arr,int n)

} }}

基本思想是從陣列中拿出第乙個元素,然後開始和它後面的元素比較,只要發現比它輕,就交換兩個元素,這樣,一遍過後,最輕(最小)的元素就冒到了數列的頂端。然後第二趟把第二輕的元素冒上來,依此類推,到最後數列就是有序的。一句話說,就是每一次都選出最小的數字,讓它冒出來。

冒泡還可以這樣寫:

void bubblesort(int arr,int n)

} }}

這是每一次都把最大的元素沉下去。效果是等價的。

冒泡也可以優化,但畢竟是一種效率低下的演算法,無法擺平均o(n^2) 的命運。

一種常見的優化就是記錄每一次遍歷的過程是否有交換值,沒有的話說明後面已經是有序的,直接跳出迴圈

void bubblesort(int arr,int n)

if(!flag) break;

} }}

插入排序(insertion sort):

插入排序(insertion sort)也是一種平均o(n^2)的排序演算法。「它的工作原理是通過構建有序序列,對於未排序資料,在已排序序列中從後向前掃瞄,找到相應位置並插入。插入排序在實現上,通常採用in-place排序(即只需用到o(1)的額外空間的排序),因而在從後向前掃瞄過程中,需要反覆把已排序元素逐步向後挪位,為最新元素提供插入空間。」維基的這幅圖很直觀的解釋了插入排序:

演算法步驟為:

1、從有序數列 和無序數列 開始進行排序;

2、處理第i個元素時(i=1,2,3,…,n-1),數列 是已有序的,而數列是無序的。用a[i]與a[i-1],a[ i-2],…,a[0]進行比較,找出合適的位置將a[i]插入;

3、重複第二步,共進行n-i次插入處理,數列全部有序。

複雜度:

最差時間複雜度:o(n^2)

最優時間複雜度:o(n^2)

平均時間複雜度:o(n^2)

穩定性:穩定

實現:

void insertsort(int arr, int n)

}

選擇排序(selection sort):

基本思想為:「首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然後,再從剩餘未排序元素中繼續尋找最小(大)元素,然後放到已排序序列的末尾。以此類推,直到所有元素均排序完畢。」類似於冒泡,也很容易理解,但它的交換次數明顯比冒泡少得多,n比較小的時候,選擇排序明顯比冒泡快。

複雜度:

最差時間複雜度:o(n^2)

最優時間複雜度:o(n^2)

平均時間複雜度:o(n^2)

穩定性:不穩定

為什麼是不穩定呢?看乙個例子:對 4 5 6 4 2 3 進行選擇排序。

開始時,我們找到最小元素 2 並把它和第乙個元素 4 交換,這時 序列變成 2 5 6 4 4 2 3,好像沒有問題是嗎?但是,現在,兩個 4 的位置和原來的位置相比已經改變了!所以說選擇排序時不穩定的。這點要注意,因為也許有時候會在你毫無察覺的情況下導致一些問題。

實現:

void selectionsort(int arr, int n)

//把找到的最小元素和 arr[i] 交換

if(index != i)}}

氣泡排序與插入排序

氣泡排序 void bubblesort int a,int n if flag 0 注意 1 每一趟通過比較相鄰兩個數的大小,最後實現最大的數放在最後面 插入排序 void insertionsort int a,int n a p temp 注意 1 比如10 9 8,假設手上拿的牌是10,需要...

氣泡排序與插入排序

氣泡排序 bubble sort 也是一種簡單直觀的 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.這個演算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢 浮 到數列的頂端。插入排序 插入排序是一種最簡單直觀的排序演算法,它的工作原理是通過構建有序序列,對...

氣泡排序,插入排序

前提 void x sort elementtype a,int n 大多數情況下,為簡單起見,討論從小大的整數排序 n是正整數 只討論基於比較的排序 有定義 只討論內部排序 穩定性 任意兩個相等的資料,排序前後的相對位置不發生改變 沒有一種排序是任何情況下 都表現最好的 氣泡排序 void bub...