常見的幾種排序演算法(java和C++版)(參考《演算法》)
阿新 • • 發佈:2019-02-10
博主這裡要講的幾種排序演算法包括(從難到易):
1.氣泡排序(最low的演算法)
2.插入排序
3.希爾排序
4.歸併排序
5.快速排序
6.快速排序的三項切分
氣泡排序:
(1)簡介:這是最原始,最簡單的排序,幾乎不需要額外的空間
(2)基本原理:通過迴圈將最大的元素移到最末端或者最前端,俗稱冒泡!
(3)時間複雜度:O(n^2)
(4)空間複雜度:O(n)
(5)程式碼:
C++版:
void sort1(int *A,int maxx) //這裡的冒泡是讓較小的數往前冒 { while(maxx--){ //總共有maxx個元素,故迴圈maxx次,但是實際上值執行了maxx-1次,細心的小夥伴也許注意到了,因為當 //執行完maxx-1次的時候,陣列已經排好了序 int j=maxx; while(j>=0 &&j--){ if(A[j]>A[maxx]) //如果前面的元素比A[maxx]大,則交換兩元素,就是說將小的值前移 exch(A,maxx,j); } } }
void exch(int *A,int a,int b) //交換陣列的兩元素
{
int t=A[a];
A[a]=A[b];A[b]=t;
}
Java版:
public static void sort1(Comparable[] a,int max,boolean options){ //排序1:最low的演算法:氣泡排序 int N=a.length; for(int i=0;i<N;i++){ //其實氣泡排序是這樣執行的:A[0]是0到a.length中最小的元素,而後不管A[0],A[1]就是1到a.length中最小的元素,
int min=i; //故每次找最小的元素既可
for(int j=i+1;j<N;j++){
if(less(a[j],a[min]))min=j; //如果a[j]比a[min]小,則交換j和min
}
exch(a,i,min);
}
}
public static void exch(Comparable[] a,int i,int j){ //交換a[i],a[j]
Comparable t=a[i];a[i]=a[j];a[j]=t;
}
public static boolean less(Comparable a,Comparable b){ //a是否比b小 return a.compareTo(b)<0; }
(6)優點:無
插入排序:
(1)簡介:還是比較簡單的排序演算法,有的時候比其他演算法更快(反正肯定比冒泡快),演算法的快慢取決於處理的資料,後面會講
(2)基本原理:先將A[0]看成一個數組,然後A[i]逐漸加入該陣列,每加入一個元素就對該陣列排序,就是說如果新添的元素比前面的小,那麼該元素的位置前移,比它大的元素全部後移一位,博主此處的程式碼在比較的同時順便移動元素的位置,優化了程式碼!
(3)時間複雜度:最壞:O(n^2)
最好:O(n)
(4)空間複雜度: O(n)
(5)程式碼:
C++版:
void sort2(int *A,int maxx)//插入排序,一般的插入排序是要交換兩陣列的值,這裡我們優化一下操作,使他不需要交換陣列元素,也能達到移動陣列的目的
{
int now,j,i; //初始化now元素
for(i=1;i<maxx;i++){ //迴圈maxx-1次,相當於A[0]已經排好了,現在從A[1]開始往裡增長序列,的每一個新增的元素都找到自己的位置,如果新加的元素
for(now=A[i],j=i-1;j>=0 && now<A[j];j--){ //比前面的元素小,那麼前面的元素要騰出位置給它,
A[j+1]=A[j]; //並且保證該位置前面一個元素要比它小,後面的元素不小於它,其實就是找出合適的位置
}
A[j+1]=now;
}
}
Java版:
public static void sort2(Comparable[] a,int lo,int hi,int max){ //插入排序,這裡的lo和hi是指陣列的初下標和末下標,大家先預設為0和a.length
for(int i=lo+1;i<=hi;i++){ //後面會講我這麼做的原因,max其實沒有意義,只是為了後面的介面一致
if(less(a[i],a[i-1])){ //初步判斷,其實有沒有都可以
int j=i-1;
Comparable now=a[i];
while(j>=lo && less(now,a[j])){ //和C++的步驟相同
a[j+1]=a[j];j--;
}
a[j+1]=now;
}
}
}
public static boolean less(Comparable a,Comparable b){ //a是否比b小
return a.compareTo(b)<0;
}
(6)優點:處理小規模陣列排序較快
希爾排序:
void shellSort()
{
int increment; //記錄增量的變數
int start; //記錄每次插入排序的起始元素位置
int temp;
increment = count;
//printf("IM HERE %d",increment/3);
for (increment = increment / 2; increment > 0; increment = increment / 2)
{
//printf("IM HERE1");
for (start = increment; start < count; start++)
{
for (int j = start - increment; j >= 0 && data[j] > data[j + increment]; j -= increment)
{
std::swap(data[j], data[j + increment]);
}
}
}
}
歸併排序快速排序
void quickSort(int low, int high)
{
if (low > high)
return;
int i, j;
int pivot;
pivot = data[low];
i = low;
j = high;
while (i != j)
{
while (data[j] >= pivot&&i < j)
j--;
while (data[i] <= pivot&&i < j)
i++;
if (i < j)
std::swap(data[i], data[j]);
}
data[low] = data[i];
data[i] = pivot;
/*for (int u = 0; u < count; u++)
printf("%d ", data[u]);
printf("\n");*/
quickSort(low, i - 1);
quickSort(i + 1, high);
}