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数据结构

排序算法

算法概述

算法分类

  • 比较类排序:

    通过比较决定元素的相对次序,由于其时间复杂度不能突破O(nlogn),因此也是非线性时间比较排序。

  • 非比较类排序:

    不通过比较来决定元素间的相对次序,它可以突破基于比较排序的时间下界,以线性时间运行,因此也称为线性时间非比较类排序

    image-20200519160709624

复杂度

		![image-20200519160806195](F:\Document\note\jimages\复杂度.png)

相关概念:

  • 稳定:如果a原本在b前面,而a=b,排序后a任然在b的前面。
  • 不稳定:如果a原本在b前面,而a=b,排序后a可能在b的后面。
  • 时间复杂度:算法执行的时间,反映的是算法运行时间与n的变化规律。
  • 空间复杂度:算法在执行时所需要的存储空间,反映的是算法运行所需内存与数据规模n的规律。

冒泡排序

算法描述

  • 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换它们两个;
  • 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对,这样在最后的元素应该会是最大的数;
  • 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个;
  • 重复步骤1~3,直到排序完成。

代码实现

 static void bubbleSort(int[] arr) {
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            for (int j = 0; j < arr.length - 1; j++) {
                //元素比较并交换
                if (arr[i] < arr[j]) {
                    int temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
    }

选择排序

算法描述

n个记录的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。具体算法描述如下:

  • 初始状态:无序区为R[1..n],有序区为空;
  • 第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时,当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n)。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录 R[k],将它与无序区的第1个记录R交换,使R[1..i]和R[i+1..n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区;
  • n-1趟结束,数组有序化了。

代码实现

  static void selectSort(int[] arr){
        int minIndex,temp;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            minIndex=i;
            for (int j = i+1; j <arr.length ; j++) {
                if (arr[j]<arr[minIndex]){
                    //寻找最小数,并保存其索引
                    minIndex=j;
                }
            }
            temp=arr[i];
            arr[i]=arr[minIndex];
            arr[minIndex]=temp;

        }
    }

插入排序

算法描述

一般来说,插入排序都采用in-place在数组上实现。具体算法描述如下:

  • 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序;
  • 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描;
  • 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置;
  • 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;
  • 将新元素插入到该位置后;
  • 重复步骤2~5。

代码实现

希尔排序

算法描述

代码实现

归并排序

算法描述

代码实现

快速排序

算法描述

代码实现

堆排序

算法描述

代码实现

桶排序

算法描述

代码实现

基数排序

算法描述

代码实现