查詢和排序演算法是演算法的入門知識,其經典思想可以用於很多演算法當中。因為其實現**較短,應用較常見。所以在面試中經常會問到排序演算法及其相關的問題。但萬變不離其宗,只要熟悉了思想,靈活運用也不是難事。一般在面試中最常考的是快速排序和歸併排序,並且經常有面試官要求現場寫出這兩種排序的**。對這兩種排序的**一定要信手拈來才行。還有插入排序、氣泡排序、堆排序、基數排序、桶排序等。
面試官對於這些排序可能會要求比較各自的優劣、各種演算法的思想及其使用場景。還有要會分析演算法的時間和空間複雜度。通常查詢和排序演算法的考察是面試的開始,如果這些問題回答不好,估計面試官都沒有繼續面試下去的興趣都沒了。所以想開個好頭就要把常見的排序演算法思想及其特點要熟練掌握,有必要時要熟練寫出**。
接下來我們就分析一下常見的排序演算法及其使用場景。限於篇幅,某些演算法的詳細演示和圖示請自行尋找詳細的參考。
氣泡排序
氣泡排序是最簡單的排序之一了,其大體思想就是通過與相鄰元素的比較和交換來把小的數交換到最前面。這個過程類似於水泡向上公升一樣,因此而得名。舉個栗子,對5,3,8,6,4這個無序序列進行氣泡排序。首先從後向前冒泡,4和6比較,把4交換到前面,序列變成5,3,8,4,6。同理4和8交換,變成5,3,4,8,6,3和4無需交換。5和3交換,變成3,5,4,8,6,3.這樣一次冒泡就完了,把最小的數3排到最前面了。對剩下的序列依次冒泡就會得到乙個有序序列。氣泡排序的時間複雜度為o(n^2)。
實現**:
/**
*@description:氣泡排序演算法實現
*@author 王旭
*/publicclassbubblesort}}}publicstaticvoidswap(intarr,inti,intj)}
選擇排序
選擇排序的思想其實和氣泡排序有點類似,都是在一次排序後把最小的元素放到最前面。但是過程不同,氣泡排序是通過相鄰的比較和交換。而選擇排序是通過對整體的選擇。舉個栗子,對5,3,8,6,4這個無序序列進行簡單選擇排序,首先要選擇5以外的最小數來和5交換,也就是選擇3和5交換,一次排序後就變成了3,5,8,6,4.對剩下的序列一次進行選擇和交換,最終就會得到乙個有序序列。其實選擇排序可以看成氣泡排序的優化,因為其目的相同,只是選擇排序只有在確定了最小數的前提下才進行交換,大大減少了交換的次數。選擇排序的時間複雜度為o(n^2)。
實現**:
/**
*@description:簡單選擇排序演算法的實現
*@author 王旭
*/publicclassselectsort}if(minindex !=i)}}publicstaticvoidswap(intarr,inti,intj)}
插入排序
插入排序不是通過交換位置而是通過比較找到合適的位置插入元素來達到排序的目的的。相信大家都有過打撲克牌的經歷,特別是牌數較大的。在分牌時可能要整理自己的牌,牌多的時候怎麼整理呢?就是拿到一張牌,找到乙個合適的位置插入。這個原理其實和插入排序是一樣的。舉個栗子,對5,3,8,6,4這個無序序列進行簡單插入排序,首先假設第乙個數的位置時正確的,想一下在拿到第一張牌的時候,沒必要整理。然後3要插到5前面,把5後移一位,變成3,5,8,6,4.想一下整理牌的時候應該也是這樣吧。然後8不用動,6插在8前面,8後移一位,4插在5前面,從5開始都向後移一位。注意在插入乙個數的時候要保證這個數前面的數已經有序。簡單插入排序的時間複雜度也是o(n^2)。
實現**:
/**
*@description:簡單插入排序演算法實現
*@author 王旭
*/publicclassinsertsort//插入 arr[j]=target;}}}
快速排序
快速排序一聽名字就覺得很高階,在實際應用當中快速排序確實也是表現最好的排序演算法。快速排序雖然高階,但其實其思想是來自氣泡排序,氣泡排序是通過相鄰元素的比較和交換把最小的冒泡到最頂端,而快速排序是比較和交換小數和大數,這樣一來不僅把小數冒泡到上面同時也把大數沉到下面。
舉個栗子:對5,3,8,6,4這個無序序列進行快速排序,思路是右指標找比基準數小的,左指標找比基準數大的,交換之。
5,3,8,6,4 用5作為比較的基準,最終會把5小的移動到5的左邊,比5大的移動到5的右邊。
5,3,8,6,4 首先設定i,j兩個指標分別指向兩端,j指標先掃瞄(思考一下為什麼?)4比5小停止。然後i掃瞄,8比5大停止。交換i,j位置。
5,3,4,6,8 然後j指標再掃瞄,這時j掃瞄4時兩指標相遇。停止。然後交換4和基準數。
4,3,5,6,8 一次劃分後達到了左邊比5小,右邊比5大的目的。之後對左右子串行遞迴排序,最終得到有序序列。
上面留下來了乙個問題為什麼一定要j指標先動呢?首先這也不是絕對的,這取決於基準數的位置,因為在最後兩個指標相遇的時候,要交換基準數到相遇的位置。一般選取第乙個數作為基準數,那麼就是在左邊,所以最後相遇的數要和基準數交換,那麼相遇的數一定要比基準數小。所以j指標先移動才能先找到比基準數小的數。
快速排序是不穩定的,其時間平均時間複雜度是o(nlgn)。
實現**:
/**
*@description:實現快速排序演算法
*@author 王旭
*/publicclassquicksortswap(arr,pivotpointer,left);//最後把pivot交換到中間returnleft;}publicstaticvoidquicksort(intarr,intleft,intright)publicstaticvoidsort(intarr)publicstaticvoidswap(intarr,intleft,intright){inttemp =arr[left];
排序演算法總結
1 直接插入排序 1 穩定性 穩定 2 適用情況 待排記錄規模較小,或者記錄已經基本有序 2 希爾排序 1 穩定性 不穩定 2 特點 希爾排序的執行時間依賴於增量序列,它的效率比直接插入排序有較大的改進。3 氣泡排序 1 穩定性 穩定 2 特點 當待排記錄基本有序是,氣泡排序是不錯的選擇 但由於氣泡...
排序演算法總結
1 選擇排序 選擇排序的思想是依次從待排序數列中選擇最大 小 的 第二大 小 的等等,然後依次重新排列為有序數列。void selectionsort int a,int n if min i 時間複雜度o n 2 2 歸併排序 void merge int a,int left,int mid,i...
排序演算法總結
學習了這麼多的排序演算法,還沒有做個總結,呵呵 氣泡排序 氣泡排序是最慢的排序演算法。在實際運用中它是效率最低的演算法。它通過一趟又一趟地比較陣列中的每乙個元素,使較大的資料下沉,較小的資料上公升。它是 o n 2 的演算法。快速排序 快速排序是乙個就地排序,分而治之,大規模遞迴的演算法。從本質上來...