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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
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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:? ? ? ?
-
從數(shù)列中挑出一個(gè)元素,稱為 "基準(zhǔn)"(pivot);
-
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;
-
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
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:
? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ??
?
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;讓右指針先走,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:
?? ? ? ??
? ? ? ? ? ?
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:
? ? ? ? ? ? ??
? ? ? ?
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,因此文章來(lái)源:http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-719133.html
? ? ? 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)!