下图是常用排序算法的时间复杂度,可以看到冒泡、选择、插入排序的时间复杂度相当,但选择排序不稳定,冒泡、插入排序胜出。快速排序的更快,更适合数据量大的情况,冒泡和插入更适合数据本身相对有序的情况。快速排序也是不稳定的。这里n代表数据规模及数据量大小;In-place: 不占用额外内存,只占用常数内存;Out-place: 占用额外内存。
1. 冒泡排序
冒泡排序是排序算法中较为简单的一种,英文称为Bubble Sort。它遍历所有的数据,每次对相邻元素进行两两比较,如果顺序和预先规定的顺序不一致,则进行位置交换;这样一次遍历会将最大或最小的数据上浮到顶端,之后再重复同样的操作,直到所有的数据有序。
2. 选择排序
选择排序简单直观,英文称为Selection Sort,先在数据中找出最大或最小的元素,放到序列的起始;然后再从余下的数据中继续寻找最大或最小的元素,依次放到排序序列中,直到所有数据样本排序完成。
3. 插入排序
它通过构建有序序列,对于未排序的数据序列,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应的位置并插入,类似打扑克牌时的码牌。
基本思路是先将待排序序列的第一个元素看做一个有序序列,把第二个元素到最后一个元素当成是未排序序列;然后从头到尾依次扫描未排序序列,将扫描到的每个元素插入有序序列的适当位置,直到所有数据都完成排序;如果待插入的元素与有序序列中的某个元素相等,则将待插入元素插入到相等元素的后面。
4. 归并排序
归并排序采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。它首先将数据样本拆分为两个子数据样本, 并分别对它们排序, 最后再将两个子数据样本合并在一起; 拆分后的两个子数据样本序列, 再继续递归的拆分为更小的子数据样本序列, 再分别进行排序, 直到最后数据序列为1,而不再拆分,此时即完成对数据样本的最终排序。
归并排序严格遵循从左到右或从右到左的顺序合并子数据序列, 它不会改变相同数据之间的相对顺序, 因此归并排序是一种稳定的排序算法.
5. 快速排序
快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个序列(list)分为两个子序列(sub-lists)。首先从数列中挑出一个元素,并将这个元素称为「基准」,英文pivot。重新排序数列,所有比基准值小的元素摆放在基准前面,所有比基准值大的元素摆在基准后面(相同的数可以到任何一边)。在这个分区结束之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。之后,在子序列中继续重复这个方法,直到最后整个数据序列排序完成。
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