实用且有效的排序算法
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了实用且有效的排序算法相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
排序概念
排序是计算机内经常进行的一种操作,其目的是将一组“无序”的数据元素调整为“有序”的数据元素。
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排序是数据元素从无序到有序的过程
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排序具有稳定性,是选择排序算法的因素之一
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比较和交换是排序的基本操作
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排序的时间性能是区分排序算法好坏的主要因素。
排序中的关键环节:
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比较:任意两个数据元素通过比较操作确定先后次序
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交换:数据元素之间需要交换才能得到预期结果
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内排序:整个排序过程不需要访问外存便能完成
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外排序:待排序的数据元素数量较多,整个序列的排序过程不可能在内存中完成
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辅助存储空间:为完成排序操作需要的额外的存储空间,必要时可以“空间换时间”。
选择排序算法
思想步骤:
每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完。
设数组为a[0…n-1]。
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初始时,数组为无序区为a[0..n-1]。令i=0
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在无序区a[i…n-1]中选取一个最小的元素,将其与a[i]交换。交换之后a[0…i]就形成了一个有序区。
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i++并重复第二步直到i=n-1。
算法实现:
//升序排列
void selectsort(int * array,int len)
int i,j;
int minindex=0;
for(i=0;i<len-1;i++)
minindex=i;
for(j=i+1;j<len-1;j++)
if(array[minindex]>array[j])
minindex=j;
//交换元素
if(minindex!=i)
int temp=array[i];
array[i]=array[minindex];
array[minindex]=temp;
冒泡排序算法
思想步骤:
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比较相邻的元素。如果第一个元素比第二个元素大,就交换他们两个。
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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。
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针对所有的元素重复以上的步骤。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。
算法实现:
void bubblesort(int * array,int len)
int i,j;
int temp;
for(i=0;i<len-1;i++)
for(j=0;j<len-1-i;j++)
if(array[j+1]<array[j])
temp=array[j];
array[j]=array[j+1];
array[j+1]=temp;
冒泡优化算法
void BubbleSort(int arr[], int len)
int i = 0;
int tmp = 0;
for (i = 0; i < len - 1; i++)
int j = 0;
int flag = 0;
for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
if (arr[j]>arr[j + 1])
tmp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = tmp;
flag = 1;//加入标记
if (flag == 0)//如果没有交换过元素,则已经有序
return;
插入排序算法
思想步骤:
设数组为a[0…n-1]。
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初始时,a[0]自成1个有序区,无序区为a[1..n-1]。令i=1
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将a[i]并入当前的有序区a[0…i-1]中形成a[0…i]的有序区间。
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i++并重复第二步直到i==n-1。排序完成。
算法实现:
void insertsort(int *array,int len)
int i,j;
int temp=-1;
int k=-1;
for(i=1;i<len-1;i++)
k=i; //待插入位置
temp=array[k];
for(j=i-1;(j>=0)&&(array[j]>temp);--j)
array[j+1]=array[j]; //元素后移
k=j;
array[k]=temp;
希尔排序算法
思想步骤:
通过将待排序的元素分为若干个子序列,利用直接插入排序思想对子序列进行排序。然后将该子序列缩小,接着对子序列进行直接插入排序。按照这种思想,直到所有元素都按照关键字有序排列。
算法实现:
void ShellInsert(SqList *L, int c) /*对顺序表L 进行一次希尔排序,c 是增量*/
int i, j;
DataType t;
for(i=c+1; i<=L->length; i++) /*将距离为c 的元素作为一个子序列进行排序*/
if(L->data[i].key < L->data[i-c].key)/*若后者小于前者,则需移动元素*/
t = L->data[i];
for(j=i-c; j>0&&t.key<L->data[j].key; j=j-c)
L->data[j+c] = L->data[j];
L->data[j+c] = t; /*依次将元素插入到正确的位置*/
void ShellInsertSort(SqList *L, int delta[], int m)
/*希尔排序,每次调用算法ShellInsert,delta 是存放增量的数组*/
int i;
for(i=0; i<m; i++) /*进行m 次希尔插入排序*/
ShellInsert(L, delta[i]);
快速排序算法
快速排序采用分治策略,是冒泡排序的一种改进算法。
思想步骤:
先从数列中取出一个数作为基准数(枢轴)。分区过程将比这个数大的数全放到它的右边,小于或等于它的数全放到它的左边。
再对左右区间重复第二步,直到各区间只有一个数。
void Qsort(int arr[], int low, int high)
if (high <= low) return;
int i = low;
int j = high + 1;
int key = arr[low];
while (true)
/*从左向右找比key大的值*/
while (arr[++i] < key)
if (i == high)
break;
/*从右向左找比key小的值*/
while (arr[--j] > key)
if (j == low)
break;
if (i >= j) break;
/*交换i,j对应的值*/
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
/*中枢值与j对应值交换*/
int temp = arr[low];
arr[low] = arr[j];
arr[j] = temp;
Qsort(arr, low, j - 1);
Qsort(arr, j + 1, high);
归并排序算法
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。
思想步骤:
假设元素的个数是n,将每个元素作为一个有序的子序列,然后将相邻的两个子序列两两合并,得到n/2个长度为2 的有序子序列。继续将相邻的两个有序子序列两两合并,得到n/4个长度为4 的有序子序列。依次类推,重复执行以上操作,直到有序序列合并为 1 个为止。
void Merge(int sourceArr[],int tempArr[], int startIndex, int midIndex, int endIndex)
int i = startIndex, j=midIndex+1, k = startIndex;
while(i!=midIndex+1 && j!=endIndex+1)
if(sourceArr[i] > sourceArr[j])
tempArr[k++] = sourceArr[j++];
else
tempArr[k++] = sourceArr[i++];
while(i != midIndex+1)
tempArr[k++] = sourceArr[i++];
while(j != endIndex+1)
tempArr[k++] = sourceArr[j++];
for(i=startIndex; i<=endIndex; i++)
sourceArr[i] = tempArr[i];
//内部使用递归
void MergeSort(int sourceArr[], int tempArr[], int startIndex, int endIndex)
int midIndex;
if(startIndex < endIndex)
midIndex = startIndex + (endIndex-startIndex) / 2;//避免溢出int
MergeSort(sourceArr, tempArr, startIndex, midIndex);
MergeSort(sourceArr, tempArr, midIndex+1, endIndex);
Merge(sourceArr, tempArr, startIndex, midIndex, endIndex);
以上是关于实用且有效的排序算法的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章