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排序的基本概念(稳定性等)

作者:野牛程序员:2023-02-25 14:38:48C++程序设计阅读 2672

排序是一种常见的算法,它将一个数据序列按照某种规则重新排列,使得序列中的元素满足一定的顺序关系。排序的基本概念包括以下几个方面:

  1. 稳定性:指排序算法是否能够保持相等元素的相对位置不变。如果排序算法是稳定的,那么相等元素在排序前后的相对位置不会发生改变;否则,可能会发生改变。

  2. 时间复杂度:指排序算法在最坏情况下所需的比较次数和交换次数。通常采用大 O 记法来表示。

  3. 空间复杂度:指排序算法在排序过程中所需要的额外空间。

  4. 内部排序和外部排序:内部排序是指待排序的数据都在内存中,可以直接进行排序;外部排序是指待排序的数据量非常大,无法全部存放在内存中,需要借助外部存储器进行排序。

常见的排序算法包括:

  1. 冒泡排序:比较相邻两个元素的大小,如果逆序就交换,每次遍历将最大的元素移动到最后。时间复杂度为 O(n^2),稳定排序。

  2. 插入排序:将待排序的元素插入到已排序序列的合适位置中。时间复杂度为 O(n^2),稳定排序。

  3. 选择排序:每次从待排序序列中选择最小的元素,放到已排序序列的最后。时间复杂度为 O(n^2),不稳定排序。

  4. 希尔排序:插入排序的改进,将待排序序列按照一定的间隔分组,对每个分组进行插入排序。时间复杂度为 O(n^1.3),不稳定排序。

  5. 归并排序:将待排序序列分成若干个子序列,对每个子序列进行排序,然后将子序列合并成一个有序序列。时间复杂度为 O(nlogn),稳定排序。

  6. 快速排序:选择一个基准元素,将待排序序列分成两部分,一部分小于基准元素,一部分大于等于基准元素,然后对两部分分别递归进行排序。时间复杂度为 O(nlogn),不稳定排序。

  7. 堆排序:将待排序序列构建成一个二叉堆,然后逐个取出堆顶元素并进行调整,得到有序序列。时间复杂度为 O(nlogn),不稳定排序。

  1. 计数排序:统计待排序序列中每个元素出现的次数,然后根据元素的大小依次将元素输出。时间复杂度为 O(n+k),稳定排序,其中 k 表示元素的取值范围。

  2. 桶排序:将待排序序列分到不同的桶中,对每个桶中的元素进行排序,然后将各个桶中的元素合并成一个有序序列。时间复杂度为 O(n),稳定排序。

  3. 基数排序:将待排序序列按照个位、十位、百位等位数进行排序,每次排序后保证每个数在相应的位数上有序。时间复杂度为 O(n*k),稳定排序,其中 k 表示元素的最大位数。

除了以上常见的排序算法,还有一些其他的排序算法,如鸡尾酒排序、奇偶排序、睡眠排序等,但它们并不常用。在实际应用中,选择适合具体场景的排序算法,可以提高算法效率,节省时间和空间资源。


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