程序员面试必问系列——各种排序算法比较

Posted 2021-05-01 ITjob远标培训

排序算法是编程中最为广泛应用也是必须要掌握的技能，而且由于其实现代码较短，所以关于排序算法的问题是面试中最常见的。面试过程中，关于排序算法的理解程度直接决定着面试官对你的认可度。

面试中考查最多的是冒泡排序和快速排序，往往面试官会要求你现场手写出实现代码，所以同学们一定要经常写写这两个算法。其他常用的排序算法还有插入排序、堆排序、桶排序、归并排序、基数排序等，由于算法种类较多，所以各个算法间的优劣势比较也是考察点。需要对这些算法的实现原理、时间复杂度、使用场景、稳定性非常熟悉才能从容应对面试官的各种问题。如果排序问题答得不好，可想而知，面试官一定会认为你的编程基础过于薄弱，面试成功率也就大大下降了。

下面就介绍下冒泡排序和快速排序的实现思路，最后会附上各个算法的特点比较。希望对大家能有帮助。(为了方便阐述，本文中默认顺序为由大到小)

• 冒泡排序：

冒泡算法是最简单的排序算法，其思路是通过相邻元素比较，将较大的元素交换到前面，最终将最大的元素放到第一位。因为过程类似于气泡从水底一直冒到水面而被称为冒泡算法。冒泡算法是基于相邻比较实现的，所以是稳定的，但是需要两两进行比较所以一共会比较n(n-1)/2次，固其时间复杂度为O(n^2)

• 原理示意图：

• 代码实现：

• 快速排序：

快排是对冒泡算法的一种改进，使用分治的思想，任意找一个基准数，然后以该基准数为界将小于基准数的元素放到基准数左边，大于基准数的元素放到右边。然后再将左右两边的区域分别进行快排，这里也涉及递归的思想。从上述阐述也可以看出，快排的效率与选取的基准数相关，最理想的情况是每次选取的基准数都恰好能将数组分别两半，这种情况下时间复杂度为O(nlogn)；最坏的情况则是选取的基准数是最大或最小的，这种情况下，与冒泡基本一致，时间复杂度为O(n^2)。经过数学证明，快排的平均时间复杂度为O(nlogn)。由于快排交换过程中可能会变换位置，所以快排是不稳定的。

• 原理示意图：

• 代码实现：

下面附上总结的各种排序方法的复杂度、稳定性以及使用场景：