1.排序的穩定性
只有含有相同元素才有穩定性。相同元素的相對位置發生變化,怎不穩定。相對位置不變,則穩定。
2.直接插入排序
對於給定的一組記錄,初始時假定第乙個記錄自成乙個有序的序列,其餘的記錄為無序序列;接著從第二個記錄開始,按照記錄的大小依次將當前處理的記錄插入到其之前的有序序列中,直至最後乙個記錄插入到有序序列為止。
穩 定 性:穩定
時間複雜度: o(n^2)
(1)初始資料正序,總比較次數:n-1
(2)初始資料逆序,總比較次數:(n2+n-1)/2= o(n2)
(3)初始資料無序,第i趟平均比較次數(i+1)/2,總次數為:(n2+3n)/4=o(n2)
(4)可見,原始資料越趨向正序,比較次數和移動次數越少。
3.希爾排序
希爾排序也稱為「縮小增量排序」,基本原理是:首先將待排序的元素分為多個子串行,使得每個子序的元素個數相對較少,對各個子序分別進行直接插入排序,待整個待排序序列「基本有序後」,再對所有元素進行一次直接插入排序。
具體步驟如下:
(1)選擇乙個步長序列t1, t2, ..., tk,滿足ti > tj(i
(2)按步長序列個數k,對待排序序列進行k趟排序。
(3)每趟排序,根據對應的步長ti,將待排序的序列分割成ti個子序列,分別對各個子串行進行直接插入排序。
希爾排序的特點:
時間複雜度:希爾排序的時間複雜性在o(nlog2n)和o(n2 )之間,大致為o(n1.3)。
穩 定 性:不穩定
4.氣泡排序
對於給定的n個記錄,從第乙個記錄開始依次對相鄰的兩個記錄進行比較,當前面的記錄大於後面的記錄時,交換其位置,進行一輪比較和交換位置後,n個記錄中的最大記錄將位於第n位;然後對前(n - 1)個記錄進行第二輪比較;重複該過程直到進行比較的記錄只剩下乙個為止。
氣泡排序基本思想是:對待排序的數字進行兩兩比較,如發現兩個數字是反序的,則進行交換,直到無反序的記錄為止。
氣泡排序特點分析:
時間複雜度:總共比較 n(n-1)/2 次 時間複雜度為o(n2)
穩 定 性:穩定
5.快速排序
快速排序是一種非常高效的排序方法,採用「分而治之」的思想,把大的拆分為小的,小的在拆分為更小的。
原理是:對於一組給定的記錄,通過一趟排序後,將原序列分為兩部分,其中前部分的所有記錄均比後部分的所有記錄小,然後再依次對前後兩部分的記錄進行快速排序,遞迴該過程,直到序列中的所有記錄均為有序為止。
快速排序特點:
穩 定 性:不穩定
平均時間複雜度: o(nlog2n)
6.簡單選擇排序
是一種簡單直觀的排序演算法,他的基本原理是:對於給定的一組記錄,經過第一輪比較後得到最小的記錄,然後將記錄與第乙個記錄的位置進行交換;接著對不包括第乙個記錄以外的其他記錄進行第二輪排序,得到最小的記錄並與第二個記錄進行位置交換;重負該過程,直到進行比較的記錄只有乙個為止。
簡單選擇排序特點:
最 大 特 點:移動次數少。
時間複雜度:總共比較 n(n-1)/2 次 ,移動次數最多n-1, 時間複雜度為o(n2)
穩定性:穩定。
7.堆排序
堆排序是一種特殊的樹形資料結構,其每個節點都有乙個值,通常提到的堆都是指一棵完全二叉樹,根節點的值小於(或大於)兩個子節點的值,同時根節點的兩個子樹也分別是乙個堆。堆排序主要包括兩個過程:一是構建堆, 二是交換堆頂元素與最後乙個元素的位置。
堆排序思想:
1. 將序列構造成一棵完全二叉樹 ;
2. 把這棵普通的完全二叉樹改造成堆,便可獲取最小值 ;
3. 輸出最小值 ;
4. 刪除根結點,繼續改造剩餘樹成堆,便可獲取次小值 ;
5. 輸出次小值 ;
6. 重複改造,輸出次次小值、次次次小值,直至所有結點均輸出,便得到乙個排序 。
堆排序的特點:
穩 定 性:不穩定
時間複雜度:o(nlogn)
堆排序對記錄較少的檔案效果一般,但對於記錄較多的檔案很有效果,其執行時間主要耗費在建立堆與調整堆上
8.歸併排序
利用遞迴與分治技術將資料序列劃分為越來越小的半子表,再對半子表排序,最後再用遞迴步驟將排好序的半子表合併成為越來越大的有序序列。
原理如下:對於給定的一組記錄,首先將兩個相鄰的長度為1的子串行進行歸併,得到n/2個長度為2或者1的有序子串行,在將其兩兩歸併,反覆執行此過程,直到得到乙個有序的序列為止。
歸併排序特點:
平均時間複雜度: o(nlog2n)
穩 定 性: 穩定
9.基數排序
基數排序(radix sorting)是一種借助多關鍵字排序的思想對單邏輯關鍵字進行關係的方法。基數排序不需要進行記錄關鍵字間的比較。
主要分為兩個過程:
(1)分配,先從個位開始,根據位值(0-9)分別放到0~9號桶中(比如53,個位為3,則放入3號桶中)
(2)收集,再將放置在0~9號桶中的資料按順序放到陣列中
基數排序的特點:
穩 定 性:穩定
時間複雜度:o(kn)(k表示整形的最高位)
空間複雜度:o(10n)
排序演算法比較:
從平均情況看:堆排序、歸併排序、快速排序勝過希爾排序。
從最好情況看:氣泡排序和直接插入排序更勝一籌。
從最差情況看:堆排序和歸併排序強過快速排序。
雖然直接插入排序和氣泡排序速度比較慢,但是當初始序列整體或區域性有序是,這兩種演算法的效率比較高。當初始序列整體或區域性有序時,快速排序演算法效率會下降。當排序序列較小且不要求穩定性是,直接排序效率較好;要求穩定性時,氣泡排序法效率較好
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