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联系方式(qq):623847465gitee(码云):Mercury. (zzwlwp) - Gitee.com我一路种下了蘑菇,只是为了让你知道回家的路。 程序猿:我宁愿写bug,也不愿什么都不做!
上期学习完了前四个排序,这期我们来学习剩下的三个排序:
1、冒泡排序今天我们主要难点有快速排序和归并排序,会简单涉及到二叉树相关知识,相对来说比较抽象!所以如果有看不懂或者不明白的地方可以看看我之前的详解二叉树,也可以直接问我!教你打篮球的程序猿随时在线。
2、快速排序 ( 三种方法 )
3、归并排序
4、排序算法复杂度及稳定性分析
1、冒泡排序 冒泡排序是我们相对最好理解的个排序,但是有些小优化的地方我会指出来,我们先看图解:
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void BubbleSort(int* a, int n)//升序
{
//时间复杂度O(N^2)
while (n > 0)
{
int exchange = 0;
for (int i = 1;
i < n;
++i)//防止越界访问
{
if (a[i - 1] > a[i])
{
Swap(&a[i - 1], &a[i]);
//交换
exchange = 1;
}
}
if (exchange == 0)
{
break;
}
--n;
}
}
代码分析:我们每排完一趟,就可以确定最后一个位置的数,再者我们定义了一个exchange来判断在排序过程中是否发生了交换,如果没有发生交换,证明此数组已经有序,我们可以直接跳出循环,避免不必要的循环!2、快速排序 ( 三种方法 )
冒泡排序的特性总结:
1. 冒泡排序是一种非常容易理解的排序
2. 时间复杂度:O(N^2) 、空间复杂度:O(1)
3. 稳定性:稳定
快速排序是Hoare于1962年提出的一种二叉树结构的交换排序方法。第一种方法是我们最常见的挖坑法:
基本思想为:任取待排序元素序列中的某元素作为基准值,按照该排序码将待排序集合分割成两子序列,左子序列中所有元素均小于基准值,右子序列中所有元素均大于基准值,然后最左右子序列重复该过程,直到所有元素都排列在相应位置上为止。
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代码实现如下:
void QuickSort(int* a, int left, int right)//升序
{
if (left >= right)
{
return;
} int begin = left;
int end = right;
int pivot = begin;
int key = a[begin];
while (begin < end)
{
//右边找小
while (begin < end && a[end] >= key) //这里如果不写begin
第二种方法左右指针法:
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代码实现如下:
void QuickSort(int* a, int left, int right)//升序
{
if (left >= right)
{
return;
} int begin = left;
int end = right;
int keyi = begin;
while (begin < end)
{
//找小
while (begin < end && a[end] >= a[keyi])
{
--end;
}
//找大
while (begin < end && a[begin] <= a[keyi])
{
++begin;
}
Swap(&a[begin], &a[end]);
} Swap(&a[begin], &a[keyi]);
keyi = begin;
//[left, keyi - 1] keyIndex [keyi + 1, right]
//左子区间和右子区间有序,我们就有序了,如何让他们有序呢?分治递归 QuickSort(a, left, keyi - 1);
QuickSort(a, keyi + 1, right);
}
第三种方法前后指针法:
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代码实现如下:
void QuickSort(int* a, int left, int right)//升序
{
if (left >= right)
{
return;
} int keyi = left;
int prev = left;
int cur = left + 1;
while (cur <= right)
{
//++prev != cur为了防止自己跟自己交换造成不必要的消耗
if (a[cur] < a[keyi] && ++prev != cur)
{
Swap(&a[prev], &a[cur]);
}
++cur;
}
Swap(&a[keyi], &a[prev]);
keyi = prev;
//[left, keyi - 1] keyi [keyi + 1, right]
//左子区间和右子区间有序,我们就有序了,如何让他们有序呢?分治递归 QuickSort(a, left, keyi - 1);
QuickSort(a, keyi + 1, right);
}
3、归并排序
基本思想: 归并排序(MERGE-SORT)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。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。
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归并排序我们思想还是和快排思想差不多采用分治算法,当数组被分为单独一个元素就是有序的了(见上图),在接着归并到一个数组中,即可实现排序!
代码实现如下:
void _MergeSort(int* a, int left, int right, int* tmp)
{
if (left >= right)
return;
int mid = (left + right) >> 1;
// 假设[left, mid] [mid + 1, right] 有序,那么我们就可以归并了
_MergeSort(a, left, mid, tmp);
_MergeSort(a, mid + 1, right, tmp);
//归并
int begin1 = left, end1 = mid;
int begin2 = mid + 1, end2 = right;
int index = left;
while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
{
if (a[begin1] < a[begin2])
{
tmp[index++] = a[begin1++];
}
else
{
tmp[index++] = a[begin2++];
}
} while (begin1 <= end1)
{
tmp[index++] = a[begin1++];
} while (begin2 <= end2)
{
tmp[index++] = a[begin2++];
} //拷贝回去
for (int i = left;
i <= right;
++i)
{
a[i] = tmp[i];
}
}void MergeSort(int* a, int n)
{
int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n);
_MergeSort(a, 0, n - 1, tmp);
free(tmp);
}
4、排序算法复杂度及稳定性分析
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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。I can do all things(我能做成任何事!)相信自己,加油!
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【数据结构|常见的排序算法(下)】下期预告:待定
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