##直接插入排序:
有一个已经有序的数据序列,要求在这个已经排好的数据序列中插入一个数,但要求插入后此数据序列仍然有序,这个时候就要用到一种新的排序方法-插入排序法。
算法描述:
- 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
- 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
- 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
- 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
- 将新元素插入到下一位置中
- 重复步骤2-5
代码实现:
void insertion_sort(int a[],int n)
{
int i,j;
int temp;
for(i=1;i
{
a[j+1]=a[j];
j–;
}
if(j!=i-1)
{
a[j+1]=temp;
}
}
}
##希尔排序:
希尔排序是插入排序的一种,直接插入排序是增量为1的希尔排序,所以代码只要把增量改一下就可以了。
代码实现:
#include <iostream>
using namespace std;
void shell_sort(int a[],int n)
{
int d,i,j,temp;
for(d=n/2;d>=1;d=d/2)
{
for(i=d;i<n;i++)
{
temp=a[i];
for(j=i-d;j>0&&a[j]>temp;i=j-d)
{
a[j+d]=a[j];
}
a[j+d]=temp;
}
}
}
##冒泡排序
算法描述:
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。
代码实现:
void bubble_sort(int a[],int n)
{
int i,j,temp;
for(j=0;j<n-1;j++)
{
}for(i=0;i<n-1-j;i++) { if(a[i]>a[i+1]) { temp=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=temp; } }
}
##快速排序
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
算法介绍:
设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。
一趟快速排序的算法是:
1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j–),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
5)重复第3、4步,直到i=j;
代码实现:
#include <iostream>
using namespace std;
void quick_sort(int a[].int low,int high) //low,high为数组中首元素与尾元素的下标
{
if(low>=high)
{
return;
}
int first=low;
int last=high;
int key=a[first];
while(first<last)
{
while(first<last&&a[last]>=key)
{
last--;
}
a[first]=a[last];
while(first<last&&a[first]<=key)
{
first++;
}
a[last]=a[first];
}
a[first]=key;
quick_sort(a,low.first-1);
quick_sort(a,last+1,high);
}
##选择排序
算法描述:
每一趟从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,顺序放在已排好序的数列的最后,直到全部待排序的数据元素排完。
对于数组a[n]来说,第一趟排序是从a[1]…a[n]中选出最小的元素与a[1]交换,第二趟排序是从a[2]…a[n]中选出最小的元素与a[2]交换,依次类推
代码实现:
#include <iostream>
using namespace std;
void select_sort(int *a,int n)
{
int i,j,min,t;
for(i=0;i<n-1;i++)
{
min=i;
for(j=i+1;j<n;j++)
{
if(a[min]>a[j])
{
min=j;
}
}
if(min!=i)
{
t=a[min];
a[min]=a[i];
a[i]=t;
}
}
}
##归并排序
归并(Merge)排序法是将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表,即把待排序序列分为若干个有序的子序列,再把有序的子序列合并为整体有序序列。
以二路归并为例,介绍一下归并过程:
比较a[i]和a[j]的大小,若a[i]≤a[j]则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中,并令i和k分别加1,如此循环下去直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。
对于一个无序数组a[],使用归并排序,代码如下:
#include <iostream>
using namespace std;
void merge(int r[],int r1[],int s,int m,int t)
{
int i=s;
int j=m+1;
int k=s;
while(i<=m&&j<=t)
{
if(r[i]<=r[j])
{
r1[k++]=r[i++]
}
else
{
r1[k++]=r[j++];
}
}
if(i<=m)
{
while(i<=m)
{
r1[k++]=r[i++]
}
}
else
{
while(j<=t)
{
r1[k++]=r[j++]
}
}
for(int n=s;n<=t;n++)
{
r[n]=r1[n]
}
}
void merge_sort(int r[],int r1[].int s,int t)
{
if(s<t)
{
int m=(s+t)/2;
merge_sort(r,r1,s,m);
merge_sort(r,r1,m+1,t);
merge(r,r1,s,m,t);
}
}
int main()
{
int r[8]={10,3,5,1,9,34,54,456};
int r1[8];
merge_sort(r,r1.0,7);
for(int q=0;q<8;q++)
{
cout<<" "<<r[q];
}
return 0;
}
##总结
直接插入排序: 平均时间复杂度o(n^2),最坏情况o(n^2),空间复杂度o(1),稳定
冒泡排序: 平均时间复杂度o(n^2),最坏情况o(n^2),空间复杂度o(1),稳定
简单选择排序: 平均时间复杂度o(n^2),最坏情况o(n^2),空间复杂度o(1),不稳定
快速排序: 平均时间复杂度o(nlog2n),最坏情况o(n^2),空间复杂度o(log2n),不稳定
堆排序: 平均时间复杂度o(nlog2n),最坏情况o(nlog2n),空间复杂度o(1),不稳定
归并排序: 平均时间复杂度o(nlog2n),最坏情况o(nlog2n),空间复杂度o(n),稳定