1.排序的概念及其运用
1.1排序的概
排序:所谓排序,就是使一串记录,按照其中的某个或某些关键字的大小,递增或递减的排列起来的操作。
稳定性:假定在待排序的记录序列中,存在多个具有相同的关键字的记录,若经过排序,这些记录的相对次序保持不变,即在原序列中,r[i]=r[j],且r[i]在r[j]之前,而在排序后的序列中,r[i]仍在r[j]之前,则称这种排 序算法是稳定的;否则称为不稳定的。
内部排序:数据元素全部放在内存中的排序。
外部排序:数据元素太多不能同时放在内存中,根据排序过程的要求不能在内外存之间移动数据的排序。
1.2常见的排序算法
2.插入排序算法的实现
2.1基本思想
直接插入排序是一种简单的插入排序法,其基本思想是:把待排序的记录按其关键码值的大小逐个插入到一 个已经排好序的有序序列中,直到所有的记录插入完为止,得到一个新的有序序列 。
2.1.1直接插入排序
当插入第i(i>=1)个元素时,前面的array[0],array[1],…,array[i-1]已经排好序,此时用array[i]的排序码与 array[i-1],array[i-2],…的排序码顺序进行比较,找到插入位置即将array[i]插入,原来位置上的元素顺序后移。
直接插入排序的特性总结:
- 元素集合越接近有序,直接插入排序算法的时间效率越高
- 时间复杂度:O(N^2)
- 空间复杂度:O(1),它是一种稳定的排序算法
- 稳定性:稳定。
插入排序算法得实现代码如下:
void InsertSort(int* a,int n)
{
for(int i=0;i<n;i++)
{
int tmp=a[i];
int end=i-1;
while(end>=0)
{
if(tmp<a[end])
{
a[end+1]=a[end];
a[end]=tmp;
end--;
}
else
{
break;
}
}
}
}
运行结果举例:
2.1.1希尔排序( 缩小增量排序)
希尔排序实现代码如下:
void ShellSort(int* a,int n)
{
int i=0;
int gap=n;
while(gap>1)
{
gap=gap/3+1; //距离逐渐变小,+1位了保证最终最小距离是1。
for(i=0;i<n;i++)
{
int tmp=a[i];
int end=i-gap;
while(end>=0)
{
if(tmp<a[end])
{
a[end+gap]=a[end];
a[end]=tmp;
end-=gap;
}
else
{
break;
}
}
}
}
}
希尔排序的特性总结:
- 希尔排序是对直接插入排序的优化。
- 当gap > 1时都是预排序,目的是让数组更接近于有序。当gap == 1时,数组已经接近有序的了,这样使用插入排序就会很快。这样整体而言,可以达到优化的效果。我们实现后可以进行性能测试的对比。
- 希尔排序的时间复杂度不好计算,需要进行推导,推导出来平均时间复杂度: O(N1.3—N2)
- 稳定性:不稳定
关于其它类型的排序请大家看我之前的博客:
二、选择排序(直接选择排序、堆排序)
三、 交换排序 (冒泡排序,快速排序—《hoare版本快排》、挖坑法、前后指针法)
四、归并排序、非比较排序 (归并排序、计数排序)