3、探索计算机编程的核心：算法与人工智能

探索计算机编程的核心：算法与人工智能

1. 排序算法简介

排序是计算机科学中一个基本且重要的任务。无论是数据库中的记录，还是视频游戏里的高分榜，排序无处不在。排序算法决定了计算机如何有效地将一组数据按照特定顺序排列。本文将介绍几种常见的排序算法，并比较它们的优劣。

1.1 冒泡排序、选择排序与插入排序

最简单的排序算法包括冒泡排序、选择排序和插入排序。这些算法易于理解和实现，但效率较低。以下是它们的基本原理：

• 冒泡排序 ：通过重复遍历列表，逐次比较相邻元素，如果前者大于后者则交换位置。这个过程会将最大的元素逐渐“冒泡”到列表末尾。该算法的时间复杂度为O(n²)，适合小规模数据集。

• 选择排序 ：每次从未排序部分选出最小的元素放到已排序部分的末尾。虽然选择排序的时间复杂度同样是O(n²)，但由于减少了不必要的交换操作，它在某些情况下比冒泡排序更高效。

• 插入排序 ：假设第一个元素是有序的，然后依次将后续元素插入到前面已排序的部分中，保持整体有序。对于几乎已排序的数据集，插入排序表现得非常好，时间复杂度为O(n)。

1.2 壳排序、堆排序、归并排序与快速排序