1、排序算法
https://www.cnblogs.com/Glory-D/p/7884525.html
注释:代码为伪代码
预备方法
//获取整形数组的最大值
def getMax(Array):
int max
for(int i:Array)
if i > max:
max = i
return max
//交换两个整形
def swap(a,b):
a,b = b,a
1、冒泡排序:
时间复杂度:O(N2),(时间复杂度的O的概念来源于数学中的等价无穷小)
思路:
1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
2、对每一对相邻元素做同样的工作,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。
3、针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
4、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

2、选择排序:
时间复杂度:O(N2)
思路:每次取出未排序序列最小(大)的放在未排序序列队首
def selectSort(Array){
for(i=0;i<Array.length;i++):
minIndex = i;
for(j = i + 1;j<Array.length;j++):
if (array[j] < arr[minIndex]):
minIndex = j;
if(minIndex != i):
swap(i,minIndex)
}
3、快速排序:
时间复杂度:O(NlogN)
思路:每次找一个item作为分界点,将比item小的放在左侧,比item大的放在右侧,这种排序思路是一种树结构
https://www.runoob.com/w3cnote/quick-sort.html

为了完成上图的效果,代码实现上是这样做的,首先选择首位为基准key,首位在整个数据的左侧,那么我们就从右侧往前遍历,来回交替,如果是左侧小,右侧大,那么就是先将首位数字保存在key中,从右侧往前遍历,如果比key小就将当前位置与key的位置交换,接下来我们从前往后遍历,如果比key大就与Key的位置做交换。(思考一下,第一次交换位置后,按我们的搜索条件,key右侧的位置肯定都是比key大的,第二次交换位置后,key左侧的位置肯定都是比key小的,依次类推,逐步向中间逼近)(有没有一个疑问?为什么要从两侧而不是从一侧for循环一遍?想一下快速排序的过程,快速排序每次交换都保证了已经比较过的部分永远符合大的在key右侧,小的在key左侧,如果单侧for循环,你判断的依据只是一个条件比如比key小(或者大)在key左侧(或者右侧),并且你只使用一个指针,而两侧交替进行,使用两个指针,保证了两个条件同时的满足,这或许是我们要学习的地方,当我们需要满足两个条件时,我们应该使用两个指针)
通过上面的分析,所以完成算法需要三个要素,保存基准的key,记录左侧遍历位置的指针(这里是index),记录右侧遍历位置的指针。算法的实现流程如下图:

https://www.jianshu.com/p/4167ecfd23cb
3.1、随机快速排序
思路:在经典快速排序时,如果序列已经有序,则每次取首元素进行分治,产生的左右两个序列是不均横的,所以,可以通过每次随机一个下标,用下标对应的树作为分治点,这就是随机快速排序的思想。
3.2、二路快速排序
思路:随机快速排序虽然解决了数组基本有序的问题,却不能解决有大量重复数据的问题,如果有大量重复数据,随机快速排序时,仍然会出现分治极不均衡的情况,而二路快速排序解决了这个问题,我们在做经典快速排序时,是左边和右边依次交替遍历,二路快速排序的思想是左右两边同时进行,左边遇到你目标值大的就停下,右边遇到比目标值小的就停下,交换这两个位置的值,直到两个指针相遇。
3.3、三路快速排序
思路:之前的快速排序是将数组划分为 分成<=v和>v或者是<v和>=v的两个部分,而三路快排是将数组划分为分成三个部分:`<v、=v、>v,二路排序的优化,把等于value的元素放在另一个区间内,不参与下次的排序。
4、插入排序
时间复杂度:O(N2)
思路:数列前面部分看为有序,依次将后面的无序数列元素插入到前面的有序数列中,初始状态有序数列仅有一个元素,即首元素。在将无序数列元素插入有序数列的过程中,采用了逆序遍历有序数列,相较于顺序遍历会稍显繁琐,但当数列本身已近排序状态效率会更高。
插入排序的基本思想是:每步将一个待排序的记录,按其关键码值的大小插入前面已经排序的文件中适当位置上,直到全部插入完为止。
直接插入排序
https://www.jianshu.com/p/7cf0656e76dd


折半插入排序(插入排序搜索位置时使用折半查找)
https://www.cnblogs.com/liuzeyu12a/p/10492754.html

5、希尔排序
时间复杂度:通常认为是O(N3/2)
思路:希尔排序(Shell's Sort)是插入排序的一种又称“缩小增量排序”(Diminishing Increment Sort),是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。
该方法因D.L.Shell于1959年提出而得名。
基本思想:先将整个待排记录序列分割成若干个子序列,分别进行直接插入排序,待整个序列中的记录 “基本有序” 时,再对全体记录进行一次直接插入排序。
希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。【百度百科】
https://www.cnblogs.com/liuzeyu12a/p/10492754.html


6、归并排序
时间复杂度:O(NlogN)
思路:采用了分治和递归的思想,递归&分治-排序整个数列如同排序两个有序数列,依次执行这个过程直至排序末端的两个元素,再依次向上层输送排序好的两个子列进行排序直至整个数列有序(类比二叉树的思想,from down to up)。
归并操作(merge),也叫归并算法,指的是将两个顺序序列合并成一个顺序序列的方法。
如 设有数列{6,202,100,301,38,8,1}
初始状态:6,202,100,301,38,8,1
第一次归并后:{6,202},{100,301},{8,38},{1},比较次数:3;
第二次归并后:{6,100,202,301},{1,8,38},比较次数:4;
第三次归并后:{1,6,8,38,100,202,301},比较次数:4;
https://baike.baidu.com/item/归并排序/1639015?fr=aladdin
在算法实现上,归并排序的主要思想是递归和分治,我们拿到一组序列,首先从数组的中间分成两个数组,然后递归操作,最后再递归回来进行合并操作。

7、堆排序
时间复杂度:O(NlogN)
https://www.cnblogs.com/Java3y/p/8639937.html
思路:堆排序的思想借助于二叉堆中的最大堆得以实现。首先,将待排序数列抽象为二叉树,并构造出最大堆;然后,依次将最大元素(即根节点元素)与待排序数列的最后一个元素交换(即二叉树最深层最右边的叶子结点元素);每次遍历,刷新最后一个元素的位置(自减1),直至其与首元素相交,即完成排序。
于是我们第一次的建堆操作就完成了!

可以发现的是:一次堆建立完之后,我们的最大值就在了堆的根节点上
随后将堆顶最大值和数组最后的元素进行替换,我们就完成了一趟排序了。

接下来,剩下的数不断进行建堆,交换就可以完成我们的堆排序了

.........建堆,交换....建堆,交换...建堆,交换...建堆,交换..
堆排序的代码实现利用了二叉树的一些性质,堆排序将数组看作是完全二叉树
完全二叉树有个特性:左边子节点位置 = 当前父节点的两倍 + 1,右边子节点位置 = 当前父节点的两倍 + 2


https://www.cnblogs.com/Java3y/p/8639937.html
算法实现流程:
算法首先重要的是调整堆,即调整上图中虚线框中的三个元素,第一步,for循环从最后一个子树开始调整,将数组变成大根堆,然后取出根节点放在末尾,其余元素再次调整大根堆

8、桶排序
https://www.cnblogs.com/bqwzx/p/11029264.html
思路:桶排序思路是将序列中最大的树,铺开,变成多个桶,在序列中元素对应的桶中进行计数,最后从小到大或者从大到小输出桶中的数据,比如[1,4,4,6,1000]最大的元素是1000,我们生成1000个桶,第一、四、六、1000个桶分别命中,则在这些桶中进行命中次数的计数,其中1,6,1000桶中的计数为1,4号桶中的计数为2,则从有计数的桶中一次按计数次数输出值,则为1,4,4,6,1000


9、基数排序
https://baike.baidu.com/item/基数排序/7875498?fr=aladdin
思路:基数排序限制了桶排序的个数,限制桶为0到9。它根据排序元素各个位上的数字来进行分桶。
如序列:73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81
首先根据个位数的数值,在走访数值时将它们分配至编号0到9的桶子中。
接下来将这些桶子中的数值重新串接起来。
81, 22, 73, 93, 43, 14, 55, 65, 28, 39
我们发现此时序列已经变成个位有序序列。
接着再进行一次分配,这次是根据十位数来分配。
接下来将这些桶子中的数值重新串接起来。
14, 22, 28, 39, 43, 55, 65, 73, 81, 93
十位数字也变成了有序序列
这时候整个数列已经排序完毕;如果排序的对象有三位数以上,则持续进行以上的动作直至最高位数为止。

2、查找
1、二分查找
思路:二分查找也称折半查找(Binary Search),它是一种效率较高的查找方法。但是,折半查找要求线性表必须采用顺序存储结构,而且表中元素按关键字有序排列

2、TOP-K问题
https://blog.csdn.net/laojiu_/article/details/54986553
https://www.e-learn.cn/content/qita/1224371
1、排序然后取出最大的K个。
2、局部排序,比如使用冒泡或者选择,每回都去取最大的值,则循环到K就可以了。
3、利用堆排序,前K个数建立小根堆,剩余的数依次与根比较,如果比根小,则新的数作为根,然后调整堆。迭代。
4、随机选择,利用快速排序加二分查找的思想,选择一个分治点,进行快速排序,如果右侧正好是k个数,则一次就找到了,如果右侧多于K则,再右侧继续分治,如果右侧小于k,则在左侧找剩余的m个数。
5、bitmap排序(桶排序)。利用计数,从大到小依次输出。
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