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2019-07-30-基础排序算法:重点 快排、归并排序、堆排序

2019-07-30-基础排序算法:重点 快排、归并排序、堆排序

作者: 王元 | 来源:发表于2019-08-04 21:39 被阅读0次

    常见的排序算法总结

    1,冒泡排序

    • 冒泡排序算法的运作如下:(从后往前)

    • 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。

    • 冒泡排序最好的时间复杂度为o(n)。

    java代码示例(正序):

    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        final int len = arr == null ? 0 : arr.length;
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < len; j++) {
                int temp;
                if(arr[i] < arr[j]) {
                    temp = arr[i];
                    arr[i] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                } else {
                    continue;
                }
            }
        }
    }
    

    2,快速排序

    • 快速排序算法是对集合中元素进行排序最通用的算法,俗称快排,其算法的时间复杂度为O(nlgn),空间复杂度为O(1)。

    • 我们举例来对其算法思路进行理解,譬如数组 A = { 4, 8, 1, 2, 9, 7, 3, 0, 5, 6 };

      • 第一步,以最后一个数6为基准,把小于等于6的数挪到数组左边,把大于6的数挪到数组右边。

      那么结果为 { 4, 1, 2, 3, 0, 5, 8, 9, 7, 6 },这个时候再做一步,把8和6进行交换,得到{ 4, 1, 2, 3, 0, 5, 6, 9, 7, 8 }把6的最新位置返回。这个时候其实数组被切割成两部分,准确地说,是三部分{ 4, 1, 2, 3, 0, 5 }, { 6 }和{ 9, 7, 8 }.

      • 第二步,对 { 4, 1, 2, 3, 0, 5 }和 { 9, 7, 8 }重复第一步的过程,我们得到

      { 4, 1, 2, 3, 0 }, { 5 }, { 7 }, { 8 }, { 9 }

      • 第三步,再对{ 4, 1, 2, 3, 0 }进行分割,得到 { 0 }, { 1, 2, 3, 4 }

      • 第四步,再对{ 1, 2, 3, 4 }进行分割,得到{ 1, 2, 3 }和{ 4 }

      • 第五步,对{ 1, 2, 3 }进行分割,得到{ 1, 2 }和{ 3 }

      • 第六步,对{ 1, 2 }进行分割,得到{ 1 }和{ 2 }

    java代码示例(正序):

    public static void main(String[] args) {
        // write your code here
        int[] arr = {4, 2, 0, 5, 8, 9, 3, 5, 4};
        final int len = arr.length;
        quickSort(arr, 0, len - 1);
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
        System.out.println(arr[i]);
        }
    }
    
    // Sort a list of numbers in an array within [start, end]
    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if(low < high) {
            int povit = partition(arr, low, high);
            quickSort(arr, low, povit - 1);
            quickSort(arr, povit + 1, high);
        }
    }
    
    // Select A[end] as the pivot, separate the array into two parts.
    private static int partition(int[] A, int start, int end) {
        int pivot = A[end];
        int i = start;
        for (int j = start; j < end; ++j) {
            if (A[j] <= pivot) {
                int tmp = A[i];
                A[i] = A[j];
                A[j] = tmp;
                ++i;
            }
        }
    
        A[end] = A[i];
        A[i] = pivot;
        return i;
    }
    

    3,简单选择排序:

    • 在要排序的一组数中,选出最小(或者最大)的一个数与第1个位置的数交换;然后在剩下的数当中再找最小(或者最大)的与第2个位置的数交换,依次类推,直到第n-1个元素(倒数第二个数)和第n个元素(最后一个数)比较为止。

    • 操作方法:

      • 第一趟,从n 个记录中找出关键码最小的记录与第一个记录交换;

      • 第二趟,从第二个记录开始的n-1 个记录中再选出关键码最小的记录与第二个记录交换;

      • 以此类推.....

      • 第i 趟,则从第i 个记录开始的n-i+1 个记录中选出关键码最小的记录与第i 个记录交换,

    • 直到整个序列按关键码有序。

    java代码示例(正序):

    public static void simpleSort(int[] arr) {
        final int len = arr == null ? 0 : arr.length;
        for (int i = 0; i < len; ++i) {
            int max = getMax(arr, i);//获取最大的元素
            if(max != i) {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[max];
                arr[max] = temp;
            }
        }
    }
    
    public static int getMax(int[] arr, int start) {
        final int len = arr == null ? 0 : arr.length;
        int k = start;
        for (int i = start; i < len; i++) {
            if(arr[k] < arr[i]) {
                k = i;
            }
        }
        return k;
    }

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