数据结构中几种排序方法的时间和空间复杂性与一些基本注意事项

时间复杂性与空间复杂性的比较: 

排序方法 最好情况 平均情况 最坏情况 辅助存储 稳定性
直接插入排序 O(n) O(n^{2}) O(n^{2}) O(1)
希尔排序 与增量序列有关 ×
简单选择排序 O(n) O(n^{2}) O(n^{2}) O(1) ×
冒泡排序 O(n) O(n^{2}) O(n^{2}) O(1)
快速排序 O(n\log n) O(n\log n) O(n^{2}) O(\log n) ×
堆排序 O(n\log n) O(n\log n) O(n\log n) O(1) ×
归并排序 O(n\log n) O(n\log n) O(n\log n) O(n)
基数排序 O(k(n+m)) O(k(n+m)) O(k(n+m)) O(n+m)
k:待排元素的位数,m为基数的个数

注意事项: 

  1. 插入排序算法特别适合于输入数据基本有序的情况。
  2. 输入数据越有序,快速排序越慢,输入数据越无序,快速排序速度越快。
  3. 简单选择排序的元素比较次数与初始排列次序无关。
  4. 从很多个数据中查找前几个最大或者最小的数据用堆排序,例如,从10000个数中查找前10个最小的数用堆排序。

例题:

  1. 若对n个元素进行合并排序,则进行每一趟合并的时间复杂性为O(n)。
  2. 快速排序每一趟都能选出一个元素放到最终位置,并且其时间性能受数据初始特性影响。
  3. 直接插入排序和冒泡排序在初始数据基本有序的情况下,时间复杂性均为O(n)。
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