排序算法总结

Posted 2022-04-12 lnu161403214

排序算法

大部分算法都是从无序区扩展到有序区

一、算法概述

1.冒泡排序 O(N²)，空间O(1)

每一轮从无序区冒泡出一个最大的数到有序区

2.选择排序O(N²)，空间O(1)

每一轮从无序区选择一个最大的数到有序区

3.堆排序O(NlogN)，空间O(1)

其实就是选择排序的改进，每次从堆中选择一个最大值；

堆：父节点的值 >= 所有子节点的值

建堆：

在一个数组中，下标为0的元素为根节点，i的子节点为2i+1和2i+2；

从右往左、从下往上的第一个非叶子节点开始，即arr.length/2-1,与它的子节点递归比较。

建完堆后，产生一个最大值，将它与最后一个节点swap，无序区就变成了N-1，这个时候只要将根节点递归比较，就能产生次大值，依次下去...

public class HeapSort 
    public static void main(String[] args) 
        int[] array = new int[]  2, 1, 4, 3, 6, 5, 8, 7 ;
        // 接下来就是排序的主体逻辑
        sort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    
public static void sort(int[] array) 
    
    for (int i = array.length / 2 - 1; i >= 0; i--) 
        adjustHeap(array, i, array.length);
    
 

    for (int j = array.length - 1; j > 0; j--) 

        adjustHeap(array, 0, j);
    


public static void adjustHeap(int[] array, int i, int length) 

    int temp = array[i];

    for (int k = 2 * i + 1; k < length; k = 2 * k + 1) 

        if (k + 1 < length && array[k] < array[k + 1]) 
            k++;
        

        if (array[k] > temp) 
            swap(array, i, k);
            
            i = k;

         else 
            break;
        
    


public static void swap(int[] arr, int a, int b) 
    int temp = arr[a];
    arr[a] = arr[b];
    arr[b] = temp;

4.插入排序O(N²)，空间O(1)

在数组大多数元素有序时有优势

从第2个元素开始，与前面的元素比较，若小于前面的，则swap，注意要向前比较一直到不用swap。

5.希尔排序O(?)，空间O(1)

假定一个数k，如果说插入排序每次是与前面间隔1步的比较，那么希尔排序就是与前面间隔k步的比较

k每轮减1，一直到1，这样做其实利用插入排序的优势。

6.归并排序O(NlogN)，空间O(N)

分治，O(N)合并

7.快速排序O(NlogN)，空间O(logN)

主要难写的就是划分区域的部分

划分为左区域、右区域，先从右边扫，再从左边扫

（各扫到一个不满足条件的数后，交换，进行下一轮）

   temp = a[left]; //temp中存的就是基准数
    i = left;
    j = right;
    while(i != j)  //顺序很重要，要先从右边开始找
     while(a[j] > temp && i < j)
         j--;
     while(a[i] <= temp && i < j)//再找左边的
         i++;       
     if(i < j)//交换两个数在数组中的位置
     
         t = a[i];
         a[i] = a[j];
         a[j] = t;
     
    
    //最终将基准数归位
    a[left] = a[i];
    a[i] = temp;

为啥这个做法是正确的？

分情况讨论一下即可：

两边若都扫到一个不满足a[j] > temp/<= temp 条件的，则交换；

右边是一定会扫到，而左边没扫到，则可以停止了，最终将基准数归位。

8.桶排序O(N)，空间O(M)

桶即hash的那个桶

• 计数排序

  数字区间范围小的，比如年龄、身高

• 基数排序

  以数字为0-9作为桶，从低位到高位排