unity C# 常用算法 和 算法复杂度
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1、稳定性
归并排序、冒泡排序、插入排序。基数排序是稳定的
选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序是不稳定的
2、时间复杂度
最基础的四个算法：冒泡、选择、插入、快排中，快排的时间复杂度最小O(n*log2n)，其他都是O（n2）
3.排序算法的思想：
(1)冒泡排序：
是相邻元素之间的比较和交换，两重循环O(n2)；所以，如果两个相邻元素相等，是不会交换的。所以它是一种稳定的排序方法
```
public void PopSort(int[] list)
{
int i, j, temp; //先定义一下要用的变量
for (i = 0; i < list.Length - 1; i++)
{
for (j = i + 1; j < list.Length; j++)
{
if (list[i] > list[j]) //如果第二个小于第一个数
{
//交换两个数的位置，在这里你也可以单独写一个交换方法，在此调用就行了
temp = list[i]; //把大的数放在一个临时存储位置
list[i] = list[j]; //然后把小的数赋给前一个，保证每趟排序前面的最小
list[j] = temp; //然后把临时位置的那个大数赋给后一个
}
}
}
}
```
(2)选择排序：
每个元素都与第一个元素相比，产生交换，两重循环O(n2)；举个栗子，5 8 5 2 9，第一遍之后，2会与5交换，那么原序列中两个5的顺序就被破坏了。所以不是稳定的排序算法
```
/// <summary>
/// 选择排序
/// </summary>
public class SelectionSorter
{
// public enum comp {COMP_LESS,COMP_EQUAL,COMP_GRTR};
private int min;
// private int m=0;
public void Sort(int[] list)
{
for (int i = 0; i < list.Length - 1; ++i)
{
min = i;
for (int j = i + 1; j < list.Length; ++j)
{
if (list[j] < list[min])
min = j;
}
int t = list[min];
list[min] = list[i];
list[i] = t;
// Console.WriteLine("{0}",list[i]);
}
}
}
```
(3)插入排序：
插入排序是在一个已经有序的小序列的基础上，一次插入一个元素。刚开始这个小序列只包含第一个元素，事件复杂度O(n2)。比较是从这个小序列的末尾开始的。想要插入的元素和小序列的最大者开始比起，如果比它大则直接插在其后面，否则一直往前找它该插入的位置。如果遇见了一个和插入元素相等的，则把插入元素放在这个相等元素的后面。所以相等元素间的顺序没有改变，是稳定的。
```
/// <summary>
/// 插入排序
/// </summary>
public class InsertionSorter
{
public void Sort(int[] list)
{
for (int i = 1; i < list.Length; ++i)
{
int t = list[i];
int j = i;
while ((j > 0) && (list[j - 1] > t))
{
list[j] = list[j - 1];
--j;
}
list[j] = t;
}
}
}
```
(4)快速排序
快速排序有两个方向，左边的i下标一直往右走，当a[i] <= a[center_index]，其中center_index是中枢元素的数组下标，一般取为数组第0个元素。而右边的j下标一直往左走，当a[j] > a[center_index]。如果i和j都走不动了，i <= j, 交换a[i]和a[j],重复上面的过程，直到i>j。 交换a[j]和a[center_index]，完成一趟快速排序。在中枢元素和a[j]交换的时候，很有可能把前面的元素的稳定性打乱，比如序列为 5 3 3 4 3 8 9 10 11， 现在中枢元素5和3(第5个元素，下标从1开始计)交换就会把元素3的稳定性打乱，所以快速排序是一个不稳定的排序算法，不稳定发生在中枢元素和a[j]交换的时刻。
```
static void QuickSort(int[] num, int left, int right)
{
if (left >= right)
return;
int key = num[left];
int i = left;
int j = right;
while (i < j)
{
while (i < j && key < num[j])
j--;
if (i >= j)
{
num[i] = key;
break;
}
num[i] = num[j];
while (i < j && key >= num[i])
i++;
if (i >= j)
{
num[i] = key;
break;
}
num[j] = num[i];
}
num[i] = key;
QuickSort(num, left, i - 1);
QuickSort(num, i + 1, right);
}
```
(5)归并排序
归并排序是把序列递归地分成短序列，递归出口是短序列只有1个元素(认为直接有序)或者2个序列(1次比较和交换),然后把各个有序的段序列合并成一个有序的长序列，不断合并直到原序列全部排好序。可以发现，在1个或2个元素时，1个元素不会交换，2个元素如果大小相等也没有人故意交换，这不会破坏稳定性。那么，在短的有序序列合并的过程中，稳定是是否受到破坏？没有，合并过程中我们可以保证如果两个当前元素相等时，我们把处在前面的序列的元素保存在结果序列的前面，这样就保证了稳定性。所以，归并排序也是稳定的排序算法。
(6)基数排序
基数排序是按照低位先排序，然后收集；再按照高位排序，然后再收集；依次类推，直到最高位。有时候有些属性是有优先级顺序的，先按低优先级排序，再按高优先级排序，最后的次序就是高优先级高的在前，高优先级相同的低优先级高的在前。基数排序基于分别排序，分别收集，所以其是稳定的排序算法。
(7)希尔排序(shell)
希尔排序是按照不同步长对元素进行插入排序，当刚开始元素很无序的时候，步长最大，所以插入排序的元素个数很少，速度很快；当元素基本有序了，步长很小，插入排序对于有序的序列效率很高。所以，希尔排序的时间复杂度会比o(n^2)好一些。由于多次插入排序，我们知道一次插入排序是稳定的，不会改变相同元素的相对顺序，但在不同的插入排序过程中，相同的元素可能在各自的插入排序中移动，最后其稳定性就会被打乱，所以shell排序是不稳定的。
```
/// <summary>
/// 希尔排序
/// </summary>
public class ShellSorter
{
public void Sort(int[] list)
{
int inc;
for (inc = 1; inc <= list.Length / 9; inc = 3 * inc + 1) ;
for (; inc > 0; inc /= 3)
{
for (int i = inc + 1; i <= list.Length; i += inc)
{
int t = list[i - 1];
int j = i;
while ((j > inc) && (list[j - inc - 1] > t))
{
list[j - 1] = list[j - inc - 1];
j -= inc;
}
list[j - 1] = t;
}
}
}
}
```
(8)堆排序
我们知道堆的结构是节点i的孩子为2*i和2*i+1节点，大顶堆要求父节点大于等于其2个子节点，小顶堆要求父节点小于等于其2个子节点。在一个长为n的序列，堆排序的过程是从第n/2开始和其子节点共3个值选择最大(大顶堆)或者最小(小顶堆),这3个元素之间的选择当然不会破坏稳定性。但当为n/2-1, n/2-2, ...1这些个父节点选择元素时，就会破坏稳定性。有可能第n/2个父节点交换把后面一个元素交换过去了，而第n/2-1个父节点把后面一个相同的元素没有交换，那么这2个相同的元素之间的稳定性就被破坏了。所以，堆排序不是稳定的排序算法
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