算法 系列 排序

十大排序算法

Posted by lichao modified on September 20, 2019

术语

稳定排序

稳定排序:如果 a 原本在 b 的前面,且 a == b,排序之后 a 仍然在 b 的前面,则为稳定排序

非稳定排序

如果 a 原本在 b 的前面,且 a == b,排序之后 a 可能不在 b 的前面,则为非稳定排序。

排序算法

快速排序

非稳定排序

平均时间复杂度O(n log n)
最坏时间复杂度:O(n2) 最好时间复杂度:O(n log n)

空间复杂度:O(log n)

分治思想的应用

从快速排序的基本思想:通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。

算法描述

快速排序使用分治法来把一个串(list)分为两个子串(sub-lists)。具体算法描述如下:

  • 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot);
  • 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作;
  • 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

归并排序

稳定排序

时间复杂度O(n log n)

空间复杂度O(n)

分治思想的应用

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为2-路归并。

归并排序算法描述

  • 把长度为 n 的输入序列分成两个长度为 n/2 的子序列;
  • 对这两个子序列分别采用归并排序;
  • 将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。

堆排序

时间复杂度 O(n log n)

空间复杂度 O(1)

非稳定排序

堆的特点就是堆顶的元素是一个最值,大顶堆的堆顶是最大值,小顶堆则是最小值。

堆排序就是把堆顶的元素与最后一个元素交换,交换之后破坏了堆的特性,我们再把堆中剩余的元素再次构成一个大顶堆,然后再把堆顶元素与最后第二个元素交换….如此往复下去,等到剩余的元素只有一个的时候,此时的数组就是有序的了。