一、插入排序
1、基本思想:把待排序的记录按其关键码值的大小逐个插入到一个已经排好序的有序序列中,直到所有的记录插入完为 止,得到一个新的有序序列 。
2、方法:当插入第i(i>=1)个元素时,前面的array[0],array[1],…,array[i-1]已经排好序,此时用array[i]的排序码与 array[i-1],array[i-2],…的排序码顺序进行比较,找到插入位置即将array[i]插入,原来位置上的元素顺序后移。
3、直接插入排序的特性总结:
(1)元素集合越接近有序,直接插入排序算法的时间效率越高。
(2)时间复杂度:O(N^2) 。
(3)空间复杂度:O(1),它是一种稳定的排序算法
(4)稳定性:稳定。
4、实现
void InsertSort(int* a, int n)
{
for (int i = 0; i < n; i++)
{
int end = i - 1;
int tmp = a[i];
while (end>=0)
{
if (a[end] > tmp)
{
a[end + 1] = a[end];
end--;
}
else
{
break;
}
}
a[end + 1] = tmp;
}
}
二、希尔排序
1、基本思想:先选定一个整数,把待排序文件中所有记录分成个 组,所有距离为的记录分在同一组内,并对每一组内的记录进行排序。然后,取,重复上述分组和排序的工 作。当到达=1时,所有记录在统一组内排好序。
2、分组gap
(1)gap越大,大的数可以更快的到后面,小的数可以更快的到前面,数组越不接近有序。
gap越小,大的小的挪动越慢,但是越接近有序,gap==1的时候,就是直接插入排序。
(2)gap和数组的大小有关,最常用的就是gap=n/3+1,这样对一次最大的数可以三次挪到最后,+1是保证最后一次一定是1。
3、时间复杂度分析
(1)gap很大,时间复杂度为O(n),例如gap=n/3,每组三个数据额,每组最坏比1+2+3=6次。gap很小,时间复杂度为O(n),经过前面的预排序很接近有序。
(2)归纳公式:合集gap组,每组n.hap个,每组插入:1+2+3+……+n/gap,合计是gap组,合计是gap*(1+2+3+……+n/gap),但是这里是按照最坏的计算,但是越往后走不是越坏,会有增益效果,最后取O(n^1.3)。
4、实现
void ShellSort(int* a, int n)
{
int gap = n;
while (gap > 1)
{
gap = gap / 3 + 1;
for (int i = 0; i < n - gap; i++)
{
int end = i;
int tmp = a[end + gap];
while (end >= 0)
{
if (a[end] > tmp)
{
a[end + gap] = a[end];
end -= gap;
}
else
{
break;
}
}
a[end + gap] = tmp;
}
}
}
三、冒泡排序
1、基本思想:所谓交换,就是根据序列中两个记录键值的比较结果来对换这两个记录在序列中的位置,交换排 序的特点是:将键值较大的记录向序列的尾部移动,键值较小的记录向序列的前部移动。
2、冒泡排序的特性总结:
(1)冒泡排序是一种非常容易理解的排序。
(2)时间复杂度:O(N^2) 。
(3)空间复杂度:O(1)。
(4)稳定性:稳定。
3、实现
void BubbleSort(int* a, int n)
{
for (int j = 0; j < n; j++)
{
bool exchange = false;
for (int i = 1; i < n-j; i++)
{
if (a[i - 1] > a[i])
{
int tmp = a[i];
a[i] = a[i - 1];
a[i - 1] = a[i];
exchange = true;
}
}
if (exchange == false)
{
break;
}
}
}
四、选择排序
1、基本思想:每一次选出本组最大和最小的数据,将这两个数据排在该组的第一个和第二个。
2、实现
void Swap(int* p1, int* p2)
{
int tmp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = tmp;
}
void SlectSort(int* a, int n)
{
int begin = 0;
int end = n - 1;
while (begin < end)
{
int maxi = begin;
int mini = begin;
for (int i = begin; i <= end; i++)
{
if (a[i] > a[maxi])
{
maxi = i;
}
if (a[i] < a[mini])
{
mini = i;
}
}
Swap(&a[begin], &a[mini]);
Swap(&a[end], &a[maxi]);
if (begin == maxi)
{
maxi = mini;
}
begin++;
end--;
}
}
本文介绍了四种基础的排序算法,包括插入排序、希尔排序、冒泡排序和选择排序。插入排序在元素接近有序时效率较高,时间复杂度为O(N^2),稳定。希尔排序通过设置间隔gap进行分组排序,时间复杂度通常为O(n^1.3)。冒泡排序同样为O(N^2)复杂度,稳定。选择排序每次找出最大/小值进行交换,时间复杂度为O(N^2),非稳定排序。
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