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整数哪个排序算法最有效

发布时间:2024-09-03 09:48:06

1. 排列数字的方法有哪些

排列数字的方法:冒泡排序法、选择排序法、快速排序、插入排序法、希尔排序、计数排序。

五、希尔排序

希尔排序是一种高效的排序算法,是插入排序的改进版本。希尔排序通过将待排序的数组分成多个子序列来排序数据,逐渐减小子序列的长度,最终将整个数组变成一个有序序列。它的核心思想是将大的元素尽快地移到序列的两端,从而减少插入排序中的元素移动次数。

希尔排序的关键是选择合适的增量序列,不同的增量序列会影响算法的性能。一般来说,希尔排序的时间复杂度介于O(n)和O(n^2)之间,取决于所选择的增量序列。希尔排序的性能通常比插入排序和选择排序要好,特别是在大型数据集上。

六、计数排序

计数排序适用于一定范围内的整数排序。它统计每个元素出现的次数,然后按次数重建排序后的数组。计数排序的时间复杂度为O(n + k),其中k是最大元素与最小元素的差值。

2. 在各类算法中那种算法排序是最快的

说句实话,没有最快这一说。

  1. 如果不在乎浪费空间,应该是桶排序最快

  2. 如果整体基本有序,插入排序最快

  3. 如果考虑综合情况,快速排序更加实用常见(希尔排序、堆排序等各种排序也各有优劣)

  4. 一般情况下,冒泡这种排序仅仅是名字起的有趣罢了,不太好用

3. 哪种排序算法对【1,3,2,4,5,6,7,8,9】进行的排序最快,请详细说明

升序结果的话,冒泡,没槐只需要两趟就完了。

已经给出的数列是接近有序的,猜棚第一趟把3和2调序后,第二趟发现没有交换,就知道已经有序了枯兆友。
快速的话,还是按照普通的方式来操作,需要进行划分遍历,比较次数还是挺多的
归并和快速差不多,都需要进行划分操作
堆排序需要构建堆,需要全部执行完才知道是否有序。

4. 八大经典排序算法原理及实现

该系列文章主要是记录下自己暑假这段时间的学习笔记,暑期也在实习,抽空学了很多,每个方面的知识我都会另起一篇博客去记录,每篇头部主要是另起博客的链接。

冒泡排序算法应该是大家第一个接触的算法,其原理都应该懂,但我还是想以自己的语言来叙述下其步奏:

按照计算时间复杂度的规则,去掉常数、去掉最高项系数,其复杂度为O(N^2)
冒泡排序及其复杂度分析

空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存

给定一个整数序列{6,1,2,3,4},每完成一次外层循环的结果为:

我们发现第一次外层循环之后就排序成功了,但是还是会继续循环下去,造成了不必要的时间复杂度,怎么优化?

冒泡排序都是相邻元素的比较,当相邻元素相等时并不会交换,因此冒泡排序算法是稳定性算法

插入排序是对冒泡排序的一种改进

插入排序的思想是数组是部分有序的,再将无序的部分插入有序的部分中去,如图:
(图片来自 这里 )

空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存

插入排序的优化,有两种方案:

文章后面会给出这两种排序算法

由于插入排序也是相邻元素的比较,遇到相等的相邻元素时不会发生交换,也不会造成相等元素之间的相对位置发生变化

其原理是从未排序的元素中选出最小值(最大值)放在已排序元素的后面

空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存

选择排序是不稳定的,比如 3 6 3 2 4,第一次外层循环中就会交换第一个元素3和第四个元素2,那么就会导致原序列的两个3的相对位置发生变化

希尔排序算是改良版的插入排序算法,所以也称为希尔插入排序算法

其原理是将序列分割成若干子序列(由相隔某个 增量 的元素组成的),分别进行直接插入排序;接着依次缩小增量继续进行排序,待整个序列基本有序时,再对全体元素进行插入排序,我们知道当序列基本有序时使用直接插入排序的效率很高。
上述描述只是其原理,真正的实现可以按下述步奏来:

希尔排序的效率取决于 增量值gap 的选取,这涉及到数学上尚未解决的难题,但是某些序列中复杂度可以为O(N 1.3),当然最好肯定是O(N),最坏是O(N 2)

空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存

希尔排序并不只是相邻元素的比较,有许多跳跃式的比较,难免会出现相同元素之间的相对位置发生变化,所以希尔排序是不稳定的

理解堆排序,就必须得先知道什么是堆?

二叉树的特点:

当父节点的值总是大于子结点时为 最大堆 ;反之为 最小堆 ,下图就为一个二叉堆

一般用数组来表示堆,下标为 i 的结点的父结点下标为(i-1)/2;其左右子结点分别为 (2 i + 1)、(2 i + 2)

怎么将给定的数组序列按照堆的性质,调整为堆?

这里以建立最小堆为示例,

很明显对于其叶子结点来说,已经是一个合法的子堆,所以做堆调整时,子节点没有必要进行,这里只需从结点为A[4] = 50的结点开始做堆调整,即从(n/2 - 1)位置处向上开始做堆调整:

由于每次重新恢复堆的时间复杂度为O(logN),共N - 1次重新恢复堆操作,再加上前面建立堆时N / 2次向下调整,每次调整时间复杂度也为O(logN),二次操作时间相加还是O(N logN)。故堆排序的时间复杂度为O(N * logN)。

空间复杂度就是在交换元素时那个临时变量所占的内存

由于堆排序也是跨越式的交换数据,会导致相同元素之间的相对位置发生变化,则算法不稳定。比如 5 5 5 ,堆化数组后将堆顶元素5与堆尾元素5交换,使得第一个5和第三个5的相对位置发生变化

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。

快速排序在应该是大家经常看到、听到的算法,但是真正默写出来是有难度的。希望大家看了下面 挖坑填数 方法后,能快速写出、快速排序。

其原理就这么几句话,但是现实起来并不是这么简单,我们采取流行的一种方式 挖坑填数分治法

对于序列: 72 6 57 88 60 42 83 73 48 85

数组变为: 48 6 57 88 60 42 83 73 88 85
再重复上面的步骤,先从后向前找,再从前向后找:

数组变为: 48 6 57 42 60 72 83 73 88 85
可以看出a[5]前面的数字都小于它,a[5]后面的数字都大于它。因此再对a[0…4]和a[6…9]这二个子区间重复上述步骤就可以了

空间复杂度,主要是递归造成的栈空间的使用:

快速排序的优化主要在于基准数的选取

快速排序也是跨越式比较及交换数据,易导致相同元素之间的相对位置发生变化,所以快速排序不稳定

前面也说了二分查找排序是改进的插入排序,不同之处在于,在有序区间查找新元素插入位置时,为了减少比较次数提高效率,采用二分查找算法进行插入位置的确定
具体步骤,设数组为a[0…n]:

二分查找插入位置,因为不是查找相等值,而是基于比较查插入合适的位置,所以必须查到最后一个元素才知道插入位置。
二分查找最坏时间复杂度:当2^X>=n时,查询结束,所以查询的次数就为x,而x等于log2n(以2为底,n的对数)。即O(log2n)
所以,二分查找排序比较次数为:x=log2n
二分查找插入排序耗时的操作有:比较 + 后移赋值。时间复杂度如下:

二分查找排序在交换数据时时进行移动,当遇到有相等值插入时也只会插入其后面,不会影响其相等元素之间的相对位置,所以是稳定的

白话经典算法排序
冒泡排序选择排序
快速排序复杂度分析
优化的插入排序

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