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【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序

這篇具有很好參考價(jià)值的文章主要介紹了【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序。希望對(duì)大家有所幫助。如果存在錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,請(qǐng)大家不吝賜教,您也可以點(diǎn)擊"舉報(bào)違法"按鈕提交疑問(wèn)。

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目錄

一. 冒泡排序

基本思想

代碼實(shí)現(xiàn)

時(shí)間和空間復(fù)雜度

穩(wěn)定性

二. 快速排序

基本思想

代碼實(shí)現(xiàn)

hoare法

挖坑法

前后指針?lè)?/p>

時(shí)間和空間復(fù)雜度

穩(wěn)定性


一. 冒泡排序

? ? ? ?基本思想

? ? ? ? ? ?冒泡排序是一種交換排序。兩兩比較數(shù)組元素,如果是逆序(即排列順序與排序后的順序相? ? ?反)就交換,直到所有元素都有序?yàn)橹埂?/strong>

? ? ? 方法步驟:? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? ①?比較相鄰的元素。如果第一個(gè)比第二個(gè)大,就交換他們兩個(gè)。

? ? ? ? ? ②?對(duì)每一對(duì)相鄰元素作同樣的工作,從開(kāi)始第一對(duì)到結(jié)尾的最后一對(duì)。這步做完后,最后?? ? ? ? ? ? ? ? ?的元素會(huì)是最大的數(shù)

? ? ? ? ? ③?針對(duì)所有的元素重復(fù)以上的步驟,除了最后一個(gè)。

? ? ? ? ? ④?持續(xù)每次對(duì)越來(lái)越少的元素重復(fù)上面的步驟,直到?jīng)]有任何一對(duì)數(shù)字需要比較

? ? ? ? 圖示

? ? ? ??【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,算法

代碼實(shí)現(xiàn)

??

//冒泡排序
void BubbleSort(int* a, int n)
{
	for (int i = 0; i < n - 1; i++)
	{
		int flag = 0; //作為判斷是否交換的標(biāo)志
		for (int j = 1; j < n - i; j++)
		{
			if (a[j-1] > a[j])
			{
				flag = 1;
				int tmp = a[j-1]; //交換
				a[j-1] = a[j];
				a[j] = tmp;
			}
		}
		if (flag == 0)
			break;
	}
}

時(shí)間和空間復(fù)雜度

? ? ?若初始序列為正序序列,則只需進(jìn)行一趟排序,在排序過(guò)程中進(jìn)行n-1次比較,不移動(dòng)元素;若初始序列為逆序序列,則需進(jìn)行n-1趟排序,n(n-1) / 2次比較,每次比較都需要移動(dòng) 3 次,移動(dòng)次數(shù)為? 3n(n-1) / 2.

? ? 時(shí)間復(fù)雜度:O(n^2)

? ? 空間復(fù)雜度:O(1)

穩(wěn)定性

? ? ?冒泡排序:穩(wěn)定排序

二. 快速排序

? ? ? 基本思想

? ? ? ?任取待排序元素序列中的某元素作為基準(zhǔn)值,按照該排序碼將待排序集合分割成兩子序列,左子序列中所有元素均小于基準(zhǔn)值,右子序列中所有元素均大于基準(zhǔn)值,然后最左右子序列重復(fù)該過(guò)程,直到所有元素都排列在相應(yīng)位置上為止
?

? ? ?方法步驟:? ? ? ?

  1. 從數(shù)列中挑出一個(gè)元素,稱為 "基準(zhǔn)"(pivot);

  2. 重新排序數(shù)列,所有元素比基準(zhǔn)值小的擺放在基準(zhǔn)前面,所有元素比基準(zhǔn)值大的擺在基準(zhǔn)的后面(相同的數(shù)可以到任一邊)。在這個(gè)分區(qū)退出之后,該基準(zhǔn)就處于數(shù)列的中間位置。這個(gè)稱為分區(qū)(partition)操作;

  3. 遞歸地(recursive)把小于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列和大于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列排序;

? ? ?圖示

【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,算法

代碼實(shí)現(xiàn)

? ?

?hoare法

? ? ? ? 思想方法:

? ? ? ? ? ?定義兩個(gè)指針 left 和 right,分別指向左邊和右邊,左指針從左向右找大( 大于pivotkey),右? ? ? 指針從右向左找小(小于pivotkey),左大右小就交換,相遇時(shí)與基準(zhǔn)值交換

? ? ? ? ?圖解:

? ? ? ? ? ? ? ?【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,算法

? ? ? ??

?

int PartSort(int* a, int left, int right) //給數(shù)組分區(qū),返回樞軸元素下標(biāo)
{
	int pivotkey = left;
	while (left < right)
	{
		//右邊找比pivotkey小的
		while (left < right && a[right] >= a[pivotkey])
			right--;
		//左邊找比pivotkey大的
		while (left < right && a[left] <= a[pivotkey])
			left++;
		Swap(&a[left], &a[right]);
	}
	Swap(&a[left], &a[pivotkey]); //把記錄的樞軸元素,交換到樞軸位置
	return left;   //返回樞軸所在的位置下標(biāo)
}

? ?

?挖坑法

? ? ? 思想方法

? ? ? ? ? ? ??定義兩個(gè)指針 left 和 right,分別指向左邊和右邊,先將第一個(gè)數(shù)據(jù)元素放在臨時(shí)變量 pivotkey 中,形成一個(gè)坑位;右指針先走,當(dāng)指向的值小于 pivotkey 就停下,形成新的坑位;讓左指針走,當(dāng)指向的值大于 pivotkey 就停下,使其形成此次的新坑位,直到兩指針相遇,把pivotkey的值放入坑中。

?

? ? ? ? 圖解:

?? ? ? ??【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,算法

? ? ? ? ? ?


int PartSort(int* a, int left, int right) //給數(shù)組分區(qū),返回樞軸元素下標(biāo)
{
	int pivotkey = a[left]; //保存第一個(gè)數(shù)據(jù)元素的值
	while (left < right)
	{
		while (left < right && a[right] >= pivotkey) //找小
		{
			right--;
		}
		a[left] = a[right]; //右邊形成新的坑
		while (left < right && a[left] <= pivotkey) //找大
		{
			left++;
		}
		a[right] = a[left]; //左邊形成新的坑
	}
	a[left] = pivotkey;
	return left;
}


? 前后指針?lè)?/strong>

? ? ? 思想方法:

? ? ? ??定義兩個(gè)指針 prev 和 cur ,初始時(shí),prev指針指向序列開(kāi)頭,cur指針指向prev指針的后一個(gè)位置;cur的值與pivotkey的值比較,cur的值小,prev先后移一步,cur再后移;當(dāng)cur的值大時(shí),就prev的值與cur的值交換;直到cur為空時(shí),prev的值與pivotkey的值交換。

? ? ? ?圖解:

? ? ? ? ? ? 【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),排序算法,算法??

? ? ? ?


int PartSort(int* a, int left, int right) //給數(shù)組分區(qū),返回樞軸元素下標(biāo)
{
	int prev = left;
	int cur = left + 1;
	int pivotkey = left;
	while (cur <= right)
	{
		if (a[cur] < a[pivotkey] && ++prev != cur)
			Swap(&a[cur], &a[prev]);
		cur++;
	}
	Swap(&a[pivotkey], &a[prev]);
	return prev;
}

時(shí)間和空間復(fù)雜度

? ? ? ? ?在最優(yōu)情況下,partition每次都劃的很均勻,此時(shí)時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn);平均情況下,其時(shí)? ?間復(fù)雜度也為O(nlogn)。在最壞的情況下,待排序的序列為正序或逆序時(shí),遞歸樹(shù)是一棵斜樹(shù),? ?此時(shí),快速排序會(huì)墮落為冒泡排序,其時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2),不過(guò)可以通過(guò)優(yōu)化,使其提升為O(nlogn),總的來(lái)說(shuō)還是O(nlogn)。

? ? ? ? 空間復(fù)雜度,主要是遞歸造成的??臻g的使用,最好情況及平均情況下,樹(shù)的遞歸深度為logn,空間復(fù)雜度均為O(logn);最壞情況,空間復(fù)雜度為O(n).

? ? ? ?時(shí)間復(fù)雜度:O(nlogn)

? ? ? ?空間復(fù)雜度:O(logn)

? 穩(wěn)定性

? ? ? 由于元素的比較和交換是跳躍進(jìn)行的,因此

? ? ? 快速排序:不穩(wěn)定排序文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-719133.html

到了這里,關(guān)于【數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)】排序(2)—冒泡排序 & 快速排序的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!

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