直插,希尔,和简单选择排序

本文深入讲解了三种排序算法:直接插入排序、希尔排序和简单选择排序。分别介绍了它们的工作原理、时间复杂度、空间复杂度及稳定性。直接插入排序是最简单的排序方法,希尔排序是直接插入排序的高效改进版,而简单选择排序则在移动记录次数上较少。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

直插,希尔,和简单选择排序

 

直接插入:直接插入排序是一种最简单的排序方法,其基本操作是将一条记录插入到已排好的有序表中,从而得到一个新的、记录数量增1的有序表。

时间复杂度:平均情况O(n^2) 最好情况O(n) 最坏情况O(n^2)

空间复杂度:O(1)

稳定

 

 

代码:

 

 

 

希尔排序:插入排序的一种又称“缩小增量排序”,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。

希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。

时间复杂度:平均情况O(n^1.3) 最好情况O(n) 最坏情况O(n^2)

空间复杂度:O(1)

不稳定

 

 

 

 

代码:

 

 

 

 

简单选择排序:简单选择排序是指一种排序算法,在简单选择排序过程中,所需移动记录的次数比较少。最好情况下,即待排序记录初始状态就已经是正序排列了,则不需要移动记录。

方法是设所排序序列的记录个数为n。i取1,2,…,n-1,从所有n-i+1个记录(Ri,Ri+1,…,Rn)中找出排序码最小的记录,与第i个记录交换。执行n-1趟 后就完成了记录序列的排序。

时间复杂度:平均情况O(n^2) 最好情况O(n^2) 最坏情况O(n^2)

空间复杂度:O(1)

不稳定

 

 

 

 

代码:

### 希尔排序选择排序的性能对比及适用场景 #### 性能对比 **时间复杂度** - **选择排序**的时间复杂度固定为 \( O(N^2) \),无论是最好情况还是最坏情况下,都需要进行完整的两层嵌套循环来寻找最小值并将其放置到正确的位置[^3]。 - **希尔排序**的时间复杂度相较于选择排序有显著改善。虽然具体的复杂度依赖于所选的 gap 序列,但一般认为其平均时间复杂度约为 \( O(N^{1.3}) \) 至 \( O(N^{1.6}) \)[^4]。 **空间复杂度** - 两种算法的空间复杂度均为 \( O(1) \),因为它们都是原地排序算法,不需额外分配内存空间[^3]。 **稳定性** - **选择排序**是不稳定排序算法,因为在交换过程中可能会改变相等元素之间的原始顺序[^3]。 - **希尔排序**同样也是不稳定排序算法,由于在不同子序列间进行插入排序时可能发生元素跨越现象,从而破坏原有的相对次序[^2]。 --- #### 排序过程描述 **选择排序** 选择排序的基本思想是在每一轮迭代中找出当前未排序部分中的最小值,并将其放到已排序区域的最后一项位置上。此过程重复直到所有元素都被处理完毕为止[^3]。 ```python def selection_sort(arr): n = len(arr) for i in range(n - 1): min_index = i for j in range(i + 1, n): if arr[j] < arr[min_index]: min_index = j arr[i], arr[min_index] = arr[min_index], arr[i] ``` **希尔排序** 希尔排序通过设定一个初始较大的间隔(gap),将整个数组分割成多个小组,对这些小组分别实施插入排序;随后不断缩减这个间隔直至为 1 ,此时即退化成了普通的插入排序[^4]。 ```python def shell_sort(arr): n = len(arr) gap = n // 2 while gap > 0: for i in range(gap, n): temp = arr[i] j = i while j >= gap and arr[j - gap] > temp: arr[j] = arr[j - gap] j -= gap arr[j] = temp gap //= 2 ``` --- #### 适用场景 - **选择排序**适用于小型数据集或者作为教学用途的基础排序方法之一。但由于其固定的二次方级运行成本,在实际生产环境中很少单独使用。 - **希尔排序**适合用于大规模随机分布的数据集合之中。相比起传统的插入排序来说,它可以有效降低比较次数以及移动距离,进而加快整体运算速度。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值