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常見的排序演算法

發布時間:2022-02-15 08:33:34

㈠ 數據結構排序演算法有哪些常用的

最常用的是快速排序,基數排序,計數排序,歸並排序,堆排序,(偶爾還有插入排序)
都有各自的應用,快排就是單純的快,但是特殊數據下復雜度會退化
基數排序可以配合一些特定的演算法,譬如後綴數組的構建
計數排序簡單且常用,通常排序值域小但是數據量大的情況
歸並直接用來排序並不多,但是可以用來求解一些其他問題,本身的思想也非常重要,有很多拓展的演算法(不是排序演算法)
堆排序勝在穩定,不論數據如何最壞都是O(nlogn),一般情況比快速排序慢些,但是極端情況下表現十分優秀,常用來配合快速排序,優化其穩定性
插入排序適合極少量數據的排序(幾個到十幾個),速度要比這些高級演算法快一些

㈡ 常用的排序演算法都有哪些

排序演算法 所謂排序,就是使一串記錄,按照其中的某個或某些關鍵字的大小,遞增或遞減的排列起來的操作。
分類
在計算機科學所使用的排序演算法通常被分類為:
計算的復雜度(最差、平均、和最好表現),依據串列(list)的大小(n)。一般而言,好的表現是O。(n log n),且壞的行為是Ω(n2)。對於一個排序理想的表現是O(n)。僅使用一個抽象關鍵比較運算的排序演算法總平均上總是至少需要Ω(n log n)。
記憶體使用量(以及其他電腦資源的使用)
穩定度:穩定排序演算法會依照相等的關鍵(換言之就是值)維持紀錄的相對次序。也就是一個排序演算法是穩定的,就是當有兩個有相等關鍵的紀錄R和S,且在原本的串列中R出現在S之前,在排序過的串列中R也將會是在S之前。
一般的方法:插入、交換、選擇、合並等等。交換排序包含冒泡排序(bubble sort)和快速排序(quicksort)。選擇排序包含shaker排序和堆排序(heapsort)。
當相等的元素是無法分辨的,比如像是整數,穩定度並不是一個問題。然而,假設以下的數對將要以他們的第一個數字來排序。
(4, 1) (3, 1) (3, 7) (5, 6)
在這個狀況下,有可能產生兩種不同的結果,一個是依照相等的鍵值維持相對的次序,而另外一個則沒有:
(3, 1) (3, 7) (4, 1) (5, 6) (維持次序)
(3, 7) (3, 1) (4, 1) (5, 6) (次序被改變)
不穩定排序演算法可能會在相等的鍵值中改變紀錄的相對次序,但是穩定排序演算法從來不會如此。不穩定排序演算法可以被特別地時作為穩定。作這件事情的一個方式是人工擴充鍵值的比較,如此在其他方面相同鍵值的兩個物件間之比較,就會被決定使用在原先資料次序中的條目,當作一個同分決賽。然而,要記住這種次序通常牽涉到額外的空間負擔。
排列演算法列表
在這個表格中,n是要被排序的紀錄數量以及k是不同鍵值的數量。
穩定的
冒泡排序(bubble sort) — O(n2)
雞尾酒排序 (Cocktail sort, 雙向的冒泡排序) — O(n2)
插入排序 (insertion sort)— O(n2)
桶排序 (bucket sort)— O(n); 需要 O(k) 額外 記憶體
計數排序 (counting sort) — O(n+k); 需要 O(n+k) 額外 記憶體
歸並排序 (merge sort)— O(n log n); 需要 O(n) 額外記憶體
原地歸並排序 — O(n2)
二叉樹排序 (Binary tree sort) — O(n log n); 需要 O(n) 額外記憶體
鴿巢排序 (Pigeonhole sort) — O(n+k); 需要 O(k) 額外記憶體
基數排序 (radix sort)— O(n·k); 需要 O(n) 額外記憶體
Gnome sort — O(n2)
Library sort — O(n log n) with high probability, 需要 (1+ε)n 額外記憶體
不穩定
選擇排序 (selection sort)— O(n2)
希爾排序 (shell sort)— O(n log n) 如果使用最佳的現在版本
Comb sort — O(n log n)
堆排序 (heapsort)— O(n log n)
Smoothsort — O(n log n)
快速排序 (quicksort)— O(n log n) 期望時間, O(n2) 最壞情況; 對於大的、亂數串列一般相信是最快的已知排序
Introsort — O(n log n)
Patience sorting — O(n log n + k) 最外情況時間, 需要 額外的 O(n + k) 空間, 也需要找到最長的遞增子序列(longest increasing subsequence)
不實用的排序演算法
Bogo排序 — O(n × n!) 期望時間, 無窮的最壞情況。
Stupid sort — O(n3); 遞回版本需要 O(n2) 額外記憶體
Bead sort — O(n) or O(√n), 但需要特別的硬體
Pancake sorting — O(n), 但需要特別的硬體
排序的演算法
排序的演算法有很多,對空間的要求及其時間效率也不盡相同。下面列出了一些常見的排序演算法。這裡面插入排序和冒泡排序又被稱作簡單排序,他們對空間的要求不高,但是時間效率卻不穩定;而後面三種排序相對於簡單排序對空間的要求稍高一點,但時間效率卻能穩定在很高的水平。基數排序是針對關鍵字在一個較小范圍內的排序演算法。
插入排序
冒泡排序
選擇排序
快速排序
堆排序
歸並排序
基數排序
希爾排序
插入排序
插入排序是這樣實現的:
首先新建一個空列表,用於保存已排序的有序數列(我們稱之為"有序列表")。
從原數列中取出一個數,將其插入"有序列表"中,使其仍舊保持有序狀態。
重復2號步驟,直至原數列為空。
插入排序的平均時間復雜度為平方級的,效率不高,但是容易實現。它藉助了"逐步擴大成果"的思想,使有序列表的長度逐漸增加,直至其長度等於原列表的長度。
冒泡排序
冒泡排序是這樣實現的:
首先將所有待排序的數字放入工作列表中。
從列表的第一個數字到倒數第二個數字,逐個檢查:若某一位上的數字大於他的下一位,則將它與它的下一位交換。
重復2號步驟,直至再也不能交換。
冒泡排序的平均時間復雜度與插入排序相同,也是平方級的,但也是非常容易實現的演算法。
選擇排序
選擇排序是這樣實現的:
設數組內存放了n個待排數字,數組下標從1開始,到n結束。
i=1
從數組的第i個元素開始到第n個元素,尋找最小的元素。
將上一步找到的最小元素和第i位元素交換。
如果i=n-1演算法結束,否則回到第3步
選擇排序的平均時間復雜度也是O(n²)的。
快速排序
現在開始,我們要接觸高效排序演算法了。實踐證明,快速排序是所有排序演算法中最高效的一種。它採用了分治的思想:先保證列表的前半部分都小於後半部分,然後分別對前半部分和後半部分排序,這樣整個列表就有序了。這是一種先進的思想,也是它高效的原因。因為在排序演算法中,演算法的高效與否與列表中數字間的比較次數有直接的關系,而"保證列表的前半部分都小於後半部分"就使得前半部分的任何一個數從此以後都不再跟後半部分的數進行比較了,大大減少了數字間不必要的比較。但查找數據得另當別論了。
堆排序
堆排序與前面的演算法都不同,它是這樣的:
首先新建一個空列表,作用與插入排序中的"有序列表"相同。
找到數列中最大的數字,將其加在"有序列表"的末尾,並將其從原數列中刪除。
重復2號步驟,直至原數列為空。
堆排序的平均時間復雜度為nlogn,效率高(因為有堆這種數據結構以及它奇妙的特徵,使得"找到數列中最大的數字"這樣的操作只需要O(1)的時間復雜度,維護需要logn的時間復雜度),但是實現相對復雜(可以說是這里7種演算法中比較難實現的)。
看起來似乎堆排序與插入排序有些相像,但他們其實是本質不同的演算法。至少,他們的時間復雜度差了一個數量級,一個是平方級的,一個是對數級的。
平均時間復雜度
插入排序 O(n2)
冒泡排序 O(n2)
選擇排序 O(n2)
快速排序 O(n log n)
堆排序 O(n log n)
歸並排序 O(n log n)
基數排序 O(n)
希爾排序 O(n1.25)
冒泡排序
654
比如說這個,我想讓它從小到大排序,怎麼做呢?
第一步:6跟5比,發現比它大,則交換。564
第二步:5跟4比,發現比它大,則交換。465
第三步:6跟5比,發現比它大,則交換。456

㈢ 常見的排序方法有哪些

一、直接插入排序(插入排序)。二、希爾排序(插入排序)三、冒泡排序(交換排序)四、快速排序(交換排序)五、直接選擇排序(選擇排序)六、堆排序七、歸並排序
八、
基數排序

㈣ 常見排序演算法有哪些

常用的排序演算法有:冒泡排序、選擇排序、堆排序、SHELL排序、快速排序、歸並排序、磁碟排序等等。但是每種排序演算法都是各有優缺點。如果需要進一步研究各種演算法的性能的話,那麼就必須學習計算機演算法和復雜性這門課程。

㈤ 常用的排序演算法有哪些

排序另一種分法
外排序:需要在內外存之間多次交換數據才能進行
內排序:
插入類排序
直接插入排序
希爾排序
選擇類排序
簡單選擇排序
堆排序
交換類排序
冒泡排序
快速排序
歸並類排序
歸並排序

㈥ 數據結構中幾種常見的排序演算法之比較

  1. 冒泡。 復雜度n平方。適用於數組

  2. 插入排序。復雜度n平方。適用於鏈表

  3. 快排。復雜度nLog(n)。

  4. 希爾排序。這是一種插入排序,但是從統計角度看,比插入排序要快。

㈦ 推薦演算法中有哪些常用排序演算法

外排序、內排序、插入類排序、直接插入排序、希爾排序、選擇類排序。

推薦演算法是計算機專業中的一種演算法,通過一些數學演算法,推測出用戶可能喜歡的東西,應用推薦演算法比較好的地方主要是網路。所謂推薦演算法就是利用用戶的一些行為,通過一些數學演算法,推測出用戶可能喜歡的東西。

在基於內容的推薦系統中,項目或對象是通過相關特徵的屬性來定義的,系統基於用戶評價對象的特徵、學慣用戶的興趣,考察用戶資料與待預測項目的匹配程度。用戶的資料模型取決於所用的學習方法,常用的有決策樹、神經網路和基於向量的表示方法等。基於內容的用戶資料需要有用戶的歷史數據,用戶資料模型可能隨著用戶的偏好改變而發生變化。

基於內容的推薦與基於人口統計學的推薦有類似的地方,只不過系統評估的中心轉到了物品本身,使用物品本身的相似度而不是用戶的相似度來進行推薦。



㈧ 幾種常見的排序演算法

for(i = 0; i < n; i++) for(j = 0; j < n - 1 - i; j++){if(arr[j] arr[j + 1]){arr[j] = arr[j] ^ arr[j+1]; arr[j+1] = arr[j] ^ arr[j+1]; arr[j] = arr[j] ^ arr[j+1];}}} 交換兩個數據,可以用用臨時變數,也可用以下的兩個方法a = a^b;b = a^b;a = a^b;或者 a = a + b;b = a - b;a = a - b;// 選擇排序 void SelectSort(int arr[], int n){int i, j;int min; for(i = 0; i < n - 1; i++){int index = 0; min = arr[i]; for(j = i + 1; j < n; j++) //找出 i+1 - n 無序區的最小者與arr[i]交換{if(arr[j] < min){min = arr[j];index = j;}}if(index != 0) //表明無序區有比arr[i]小的元素{arr[i] = arr[i]^arr[index]; arr[index] = arr[i]^arr[index]; arr[i] = arr[i]^arr[index];}}}感覺比冒泡法好多啦 //快速排序演算法

㈨ 幾種常用的排序演算法比較

排序,從小大,0坐標的在下面,即排序後小的在下面,大的在上面。

1,冒泡Bubble:從第0個開始,一直往上,與相鄰的元素比較,如果下面的大,則交換。
Analysis:
Implementation:
void BubbleSort(int *pData, int iNum)

2,插入Insertion:與打撲克牌時整理牌很想像,假定第一張牌是有序的,從第二張牌開始,拿出這張牌來,往下比較,如果有比這張牌大的,則把它撥到上一個位置,直到找到比手上的這張更小的(或到頂了),
則把手上的這張牌插入到這張更小的牌的後面。
Analysis:
Implementation:
void InsertionSort(int *list, int length)
{
int i, j, temp;
for (i = 1; i < length; i++)
{
temp = list[i];
j = i - 1;
while ((j >= 0) && (list[j] > temp))
{
list[j+1] = list[j];
j--;
}
list[j+1] = temp;
}
}

3,選擇Selection:從所有元素中找到最小的放在0號位置,從其它元素(除了0號元素)中再找到最小的,放到1號位置,......。
Analysis:
Implementation:
void SelectionSort(int data[], int count)
{
int i, j, min, temp;
for (i = 0; i < count - 1; i++)
{
/* find the minimum */
min = i;
for (j = i+1; j < count; j++)
{
if (data[j] < data[min])
{
min = j;
}
}
/* swap data[i] and data[min] */
temp = data[i];
data[i] = data[min];
data[min] = temp;
}
}

4,快速Quick:先拿出中間的元素來(值保存到temp里),設置兩個索引(index or pointer),一個從0號位置開始往最大位置尋找比temp大的元素;一個從最大號位置開始往最小位置尋找比temp小的元素,找到了或到頂了,則將兩個索引所指向的元素
互換,如此一直尋找交換下去,直到兩個索引交叉了位置,這個時候,從0號位置到第二個索引的所有元素就都比temp小,從第一個索引到最大位置的所有元素就都比temp大,這樣就把所有元素分為了兩塊,然後採用前面的辦法分別排序這兩個部分。總的來
說,就是隨機找一個元素(通常是中間的元素),然後把小的放在它的左邊,大的放右邊,對左右兩邊的數據繼續採用同樣的辦法。只是為了節省空間,上面採用了左右交換的方法來達到目的。
Analysis:
Implementation:
void QuickSort(int *pData, int left, int right)
{
int i, j;
int middle, iTemp;
i = left;
j = right;

middle = pData[(left + right) / 2]; //求中間值
do
{
while ((pData[i] < middle) && (i < right)) //從左掃描大於中值的數
i++;

while ((pData[j] > middle) && (j > left)) //從右掃描小於中值的數
j--;

if (i <= j) //找到了一對值
{
//交換
iTemp = pData[i];
pData[i] = pData[j];
pData[j] = iTemp;
i++;
j--;
}
} while (i <= j); //如果兩邊掃描的下標交錯,就停止(完成一次)

//當左邊部分有值(left<j),遞歸左半邊
if(left < j)
QuickSort(pData, left, j);

//當右邊部分有值(right>i),遞歸右半邊
if(right > i)
QuickSort(pData, i, right);
}

5,希爾Shell:是對Insertion Sort的一種改進,在Insertion Sort中,從第2個位置開始取出數據,每次都是與前一個(step/gap==1)進行比較。Shell Sort修改為,在開始時採用較大的步長step,
從第step位置開始取數據,每次都與它的前step個位置上的數據進行比較(如果有8個數據,初始step==4,那麼pos(4)與pos(0)比較,pos(0)與pos(-4),pos(5)與pos(1),pos(1)與pos(-3),
...... pos(7)與pos(3),pos(3)與pos(-1)),然後逐漸地減小step,直到step==1。step==1時,排序過程與Insertion Sort一樣,但因為有前面的排序,這次排序將減少比較和交換的次數。
Shell Sort的時間復雜度與步長step的選擇有很大的關系。Shell排序比冒泡排序快5倍,比插入排序大致快2倍。Shell排序比起QuickSort,MergeSort,HeapSort慢很多。但是它相對比較簡單,它適合
於數據量在5000以下並且速度並不是特別重要的場合。它對於數據量較小的數列重復排序是非常好的。
Analysis:
Implementation:
template<typename RandomIter, typename Compare>
void ShellSort(RandomIter begin, RandomIter end, Compare cmp)
{
typedef typename std::iterator_traits<RandomIter>::value_type value_type;
typedef typename std::iterator_traits<RandomIter>::difference_type diff_t;

diff_t size = std::distance(begin, end);
diff_t step = size / 2;
while (step >= 1)
{

for (diff_t i = step; i < size; ++i)
{
value_type key = *(begin+i);
diff_t ins = i; // current position

while (ins >= step && cmp(key, *(begin+ins-step)))
{
*(begin+ins) = *(begin+ins-step);
ins -= step;
}

*(begin+ins) = key;
}

if(step == 2)
step = 1;
else
step = static_cast<diff_t>(step / 2.2);
}
}

template<typename RandomIter>
void ShellSort(RandomIter begin, RandomIter end)
{
typedef typename std::iterator_traits<RandomIter>::value_type value_type;
ShellSort(begin, end, std::less<value_type>());
}

6,歸並Merge:先將所有數據分割成單個的元素,這個時候單個元素都是有序的,然後前後相鄰的兩個兩兩有序地合並,合並後的這兩個數據再與後面的兩個合並後的數據再次合並,充分前面的過程直到所有的數據都合並到一塊。
通常在合並的時候需要分配新的內存。
Analysis:
Implementation:
void Merge(int array[], int low, int mid, int high)
{
int k;
int *temp = (int *) malloc((high-low+1) * sizeof(int)); //申請空間,使其大小為兩個已經排序序列之和,該空間用來存放合並後的序列
int begin1 = low;
int end1 = mid;
int begin2 = mid + 1;
int end2 = high;

for (k = 0; begin1 <= end1 && begin2 <= end2; ++k) //比較兩個指針所指向的元素,選擇相對小的元素放入到合並空間,並移動指針到下一位置
{
if(array[begin1]<=array[begin2])
{
temp[k] = array[begin1++];
}
else
{
temp[k] = array[begin2++];
}
}
if(begin1 <= end1) //若第一個序列有剩餘,直接拷貝出來粘到合並序列尾
{
memcpy(temp+k, array+begin1, (end1-begin1+1)*sizeof(int));
}
if(begin2 <= end2) //若第二個序列有剩餘,直接拷貝出來粘到合並序列尾
{
memcpy(temp+k, array+begin2, (end2-begin2+1)*sizeof(int));
}
memcpy(array+low, temp, (high-low+1)*sizeof(int));//將排序好的序列拷貝回數組中
free(temp);
}

void MergeSort(int array[], unsigned int first, unsigned int last)
{
int mid = 0;
if (first < last)
{
mid = (first+last)/2;
MergeSort(array, first, mid);
MergeSort(array, mid+1,last);
Merge(array,first,mid,last);
}
}

㈩ 幾種常見的排序演算法分析學習

排序演算法一般分為以下幾種: (1)非線性時間比較類排序:交換類排序(快速排序和冒泡排序)、插入類排序(簡單插入排序和希爾排序)、選擇類排序(簡單選擇排序和堆排序)、歸並排序(二路歸並排序和多路歸並排序);(2)線性時間非比較類排序:計數排序、基數排序和桶排序。

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