常见的几种排序算法及优缺点

常见的排序算法有:

  1. 冒泡排序(Bubble Sort):重复地遍历要排序的序列,比较相邻的元素大小并交换,直到序列排序完成。时间复杂度为 O(n^2),是一种稳定的排序算法。

  2. 选择排序(Selection Sort):每次遍历找到最小的元素并将其放到已排序的序列末尾。时间复杂度为 O(n^2),不是稳定的排序算法。

  3. 插入排序(Insertion Sort):遍历要排序的序列,将当前元素插入到已排序的序列中的合适位置。时间复杂度为 O(n^2),是一种稳定的排序算法。

  4. 希尔排序(Shell Sort):插入排序的改进版,将序列分成若干个子序列分别进行插入排序,最后再进行一次插入排序。时间复杂度为 O(n log n) 到 O(n^2),不是稳定的排序算法。

  5. 归并排序(Merge Sort):将序列分成若干个子序列递归排序,再将排好序的子序列合并成最终的有序序列。时间复杂度为 O(n log n),是一种稳定的排序算法。

  6. 快速排序(Quick Sort):选取一个基准元素,将小于基准元素的元素放到左边,将大于基准元素的元素放到右边,然后对左右两部分递归排序。时间复杂度为 O(n log n),不是稳定的排序算法。

  7. 堆排序(Heap Sort):将要排序的序列构建成一个大根堆或小根堆,每次将堆顶元素与最后一个元素交换,然后重新构建堆。时间复杂度为 O(n log n),不是稳定的排序算法。

优缺点如下

算法名称 优点 缺点
冒泡排序 1、实现简单,易于理解和编码;2、对于小数据集的排序,冒泡排序是一种不错的选择 1、时间复杂度高,O(n^2)。2、对于大量数据的排序效率低下;3、在数组完全有序的情况下,仍然需要进行完整的排序。
选择排序 1、算法思路简单,实现容易;2、不占用额外的内存空间 1、时间复杂度高,O(n^2)。2、运行时间与输入数据的初始状态无关,即不管数据有序还是无序,都需要进行相同次数的比较和移动操作;3、在所有的N ^2中,交换的次数最少,所以选择排序在数据移动方面比冒泡排序稍有优势。但是当数据移动非常耗时的时候,就需要考虑其他算法。
插入排序 1、实现简单,易于理解和编码;2、对于小规模数据排序时,插入排序的效率比较高,3、对于部分有序的数组排序,效率较高 1、 对于大规模乱序数组排序,插入排序的效率较低,时间复杂度为O(n^2)。2、插入排序是稳定排序,但是每次交换都需要3次赋值操作,相对于选择排序来说,交换的次数较多,因此效率低于选择排序。
希尔排序 1、基于插入排序的一种改进算法,可以对基本有序的序列进行快速排序;2、是一种原地排序算法,不需要额外的存储空间;3、时间复杂度的上界是O(n^2),但是实际运行时间要更短。 1、时间复杂度依赖于增量序列的选择,增量序列的选择并不是很容易。2、是不稳定排序算法,不保证相等元素的相对顺序不变。
归并排序 1、是一种稳定排序算法,保证相等元素的相对顺序不变;2、时间复杂度是稳定的,O(nlogn);3、适合数据量较大的排序 1、需要额外的存储空间来存储临时数组。2、需要递归调用,需要消耗一定的系统栈空间;3、在数组完全有序的情况下,仍然需要进行完整的排序。
快速排序 1、空间复杂度低,仅需要一个栈来实现递归过程;2、时间复杂度较好,最好情况下为O(nlogn),平均情况下为O(nlogn),最坏情况下为O(n^2);3、对于随机分布的数据排序效果较好,但是对于存在大量相同元素的数据排序效果较差。 1、不稳定,因为在排序的过程中会发生元素的位置变换。2、最坏情况下时间复杂度为O(n^2),当数据已经排好序时,快速排序的效率会大打折扣;3、对于随机分布的数据排序效果较好,但是对于存在大量相同元素的数据排序效果较差。
堆排序 1、稳定,因为在排序的过程中元素的位置不会发生变换;2、时间复杂度稳定,最好、平均、最坏情况下的时间复杂度都为O(nlogn);3、对于随机分布和大量相同元素的数据都有较好的排序效果 1、空间复杂度较高,需要建立一个完全二叉树来存储数据,因此需要占用大量的内存空间。2、不适合大规模数据的排序,因为在数据量较大的情况下,堆排序需要进行多次的数据交换,效率较低。

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