排序算法复习(上篇)

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选择匿名的用户   2021-6-2 16:49   2365   0

排序算法概述

排序就是将一组对象按照某种逻辑顺序重新排列的过程。比如,订单按照日期排序的——这种排序很可能使用了某种排序算法。在计算时代早期,大家普遍认为30% 的计算周期都用在了排序上。如果今天这个比例降低了,可能的原因之一是如今的排序算法更加高效,而并非排序的重要性降低了。现在计算机的广泛使用使得数据无处不在,而整理数据的第一步通常就是进行排序。几乎所有的计算机系统都实现了各种排序算法以供系统和用户使用。

即使你只是使用标准库中的排序函数,学习排序算法仍然有三大实际意义:

  1. IT从业人员必备技能,也是互联网公司面试的必考点;

  2. 类似的技术也能有效解决其他类型的问题;

  3. 排序算法常常是我们解决其他问题的第一步。

排序在商业数据处理和现代科学计算中有着重要的地位,它能够应用于事物处理、组合优化、天体物理学、分子动力学、语言学、基因组学、天气预报和很多其他领域。其中一种排序算法(快速排序)甚至被誉为20 世纪科学和工程领域的十大算法之一。

数据结构和算法中,关于排序有十大算法,包括冒泡排序,简单选择排序,简单插入排序,归并排序,堆排序,快速排序、希尔排序、计数排序,基数排序,桶排序。

一般在面试中最常考的是 快速排序和归并排序,并且经常有面试官要求现场写出这两种排序的代码。对这两种排序的代码一定要信手拈来才行。对于其他排序可能会要求比较各自的优劣、各种算法的思想及其使用场景,还有要知道算法的时间和空间复杂度。

接下来将由易到难学习这十种算法:

1.冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为相关的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

基本思路:

1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大(小),就交换它们两个;

2、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,这样在最后的元素应该会是最大(小)的数;

3、针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个;

重复步骤1~2,直到排序完成。

*冒泡降序示例:*

原始数组

2.简单选择排序

选择排序的思想其实和冒泡排序有点类似,都是在一次排序后把最小的元素放到最前面。但是过程不同,冒泡排序是通过相邻的比较和交换。而选择排序是通过对整体的选择。

举个例子,对5,3,8,6,4这个无序序列进行简单选择排序,首先要选择5以外的最小数来和5交换,也就是选择3和5交换,一次排序后就变成了3,5,8,6,4.对剩下的序列继续进行选择和交换,最终就会得到一个有序序列。其实选择排序可以看成冒泡排序的优化,因为其目的相同,只是选择排序只有在确定了最小数的前提下才进行交换,大大减少了交换的次数。

具体步骤

首先,找到数组中最大(小)的那个元素;

其次,将它和数组的第一个元素交换位置(如果第一个元素就是最大(小)元素那么它就和自己交换);

再次,在剩下的元素中找到最大(小)的元素,将它与数组的第二个元素交换位置。如此往复,直到将整个数组排序。

简单选择排序(降序)示例

原始数组:

3.简单插入排序

插入排序不是通过交换位置而是通过比较找到合适的位置插入元素来达到排序的目的的。相信大家都有过打扑克牌的经历,特别是牌数较大的。在分牌时可能要整理自己的牌,牌多的时候怎么整理呢?就是拿到一张牌,找到一个合适的位置插入。这个原理其实和插入排序是一样的。

举个例子,我们将要收到5,3,4,,8,6这几张牌,我们ь単йь((((:Kj~V(~j'>Xńb~r^2^ИgrV#:r3^rr?KK"jVb"k"r ~j'>["r'7Z<'>[Vj'>[VjrB;>+'>[rB;>+^jjrB;^jVj&'.(Ań~Vj:K_{bR~V*+VV""Cv:KZj_vS:K{3vr/* rj^^

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