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源码地址(gitee)
- 堆排序源码地址:https://gitee.com/BJFyfwl/Lin…
- 其余排序办法源码地址:https://gitee.com/BJFyfwl/Lin…
常见排序算法
插入排序:
- 间接插入排序
- 希尔排序
抉择排序:
- 间接抉择排序
- 堆排序
替换排序:
- 冒泡排序
- 疾速排序
- 归并排序
间接插入排序
- 核心思想:将一个数插入一段有序区间。
希尔排序
核心思想:
- 先分组预排序(应用间接插入排序),使整个数组靠近有序(小的数在前,大的数在后)
- 再间接插入排序
- 能够将较大的数疾速地挪动到前面,实用于大量数据
- gap == 1 就相当于间接插入排序。
- gap 越大,预排越快,预排序越不靠近有序。
- gap 越小,预排越慢,预排序越靠近有序。
间接抉择排序
- 遍历数组,选出最大的数,与最初一个数替换。
- 而后顺次遍历抉择次大的数,与倒数第二个数替换。
- 如此循环。
堆排序
- 建堆工夫是 O(N)
- 排序工夫是 O(logN)
- 堆只存在两种类型:大根堆和小根堆。
- 大根堆:根节点是最大的(即孩子节点 < 父亲节点)
- 小根对:根节点是最小的(即孩子节点 > 父亲节点)
- 堆在逻辑构造上是齐全二叉树,在物理构造上还是数组模式。所以实现堆时,依然以数组来存储。
堆的下标法则
- 设父节点下标为 x,右边子节点下标为 y,左边节点下标为 z。
- y = x*2 + 1;
- z = x*2 + 2;
- x =(x – 1)/ 2 或者(y-1)/ 2;
堆排序问题一:
- 假如数组数据很大(有 10 亿个数,大略 4G 内存),他们存在文件中,取最大的前 k 个数
- 解决办法:建设一个 k 个数的小根堆,而后将文件中的数顺次取出与根节点比拟,如果比根节点大,则替换根节点,而后向下调整,如此循环,最初这个小根堆中的数据就是最大的前 k 个数。
堆排序问题二:
- 堆排序:将一个数组升序排列
- 解决办法:将数组建设小根堆,顺次取根节点的数据,而后将根节点数据与开端数据交换,再删除开端数据(即删除最小的那个数了),而后再向下调整,如此循环即可。
疾速排序
- 工夫复杂度 O(N * logN)
- 空间复杂度 O(logN)
- 稳定性:不稳固
如何取要害数 key
- 先取数组的第一个数、最初一个数和两头地位的数,而后取这三个数中不是最大也不是最小的那个数作为 key。
- 这种办法能够防止 key 间接选到最大值或者最小值。
左右指针法快排
- 一前一后两个指针,抉择一个要害数 key(个别是结尾位或者末位)
- 如果抉择结尾位为要害数 key,则让 end 向后先走,寻找比 key 小的数,找到小的数后停下。
- 而后 pre 向前走,寻找比 key 大的数,找到后进行。
- 而后替换 pre 的值和 end 的值,替换完后,end 持续向后挪动。
- 始终循环,直到 pre 和 end 相遇为止,相遇时的值肯定是比 key 小的,所以替换 key 和 pre 的值
- 这样,key 的数就会被挪动到整个数组的两头值地位,它右边的都比它小,左边的都比它大
- 最初应用递归。
挖坑法快排
- 另外定义一个变量 sum,用来保留第一个 pre,pre 的地位则空进去了。
- 而后 end 先向前挪动,寻找比 sum 小的数,找到后将 end 与 pre 替换,当初 end 的地位为空。
- 而后 pre 向前挪动,寻找比 sum 大的数,找到将 pre 与 end 替换,当初 pre 的地位为空。
- 而后再是 end 向前挪动………………
- 这样循环直到 pre 和 end 相遇为止,相遇时的地位为空,再将 sum 的值放到相遇的地位上。
- 这样这个数的右边都是比它小的数,左边都是比它大的数。
- 最初应用递归即可。
前后指针法快排
- 起始地位,pre 在第一位,end 在第二位。
- 而后 end 向后挪动,寻找比 key 小的值,找到后,pre++,而后替换 pre 和 end 的值。
- 而后持续 end 向后挪动,直到 end 拜访完为止
- 最初在替换 pre 和 key 的值
- 这样 key 这个数的右边都是比它小的数,左边都是比它大的数。
- 最初递归即可。
递归式快排的小区间优化
- 当数据量很大时,在最初几层递归时,会呈现大量递归(呈现大量递归时可能会栈溢出),然而每个递归解决的数据较小。
- 所以为了防止最初几层的递归,在数据量较小时,间接应用插入排序
- 这样大数据处理的最初几层递归,则变为插入排序,能够缩小大量递归,升高解决工夫。
非递归快排
- 应用循环代替递归。
- 为了防止栈溢出,本人创立一个栈(malloc 创立的空间是在堆中的),应用循环来进行排序,其实质是本人模仿栈的出栈和压栈。
- 而后将单趟排序隔离进去,压栈时将 pre 和 end 的下标压栈,出栈将 pre 和 end 传给单趟排序,并且将栈中的 pre 和 end 打消,
- 循环如此即可排序。
计数排序
- 外围思路:依据所给数组的最大值与小值,开拓等大小的数组,并且初始化为 0,遍历数组,将该整数对应下标的新数组的地位加 1。(相当于一种映射)
- 例如:给定一个数组 {5,6,7,8,9,6}
- 最大值为 9,最小值为 5,开拓新数组 arr 大小为 5。
- 遍历数组,第一个数为 5,对应下标为 0,即 arr[0]++,
- 如此遍历残缺个数组即可。
适用范围
- 只适宜数据范畴比拟集中的数组,如果数据集中效率还是很高的。
- 并且只适宜整数,浮点数和字符串等都不适宜。
归并排序
- 核心思想:将数组切分成两份,如果右边有序,左边也有序,那么两份归并,整个数组都是有序的了。
归并的海量数据处理(外排序)
例如:一个 4G 的文件,文件中是一些整数,将这些整数排序,零碎提供内存为 512M
- 将文件分成 8 等分,而后别离将小文件的数据读取到内存中进行排序(不要用归并,因为归并有 O(N) 的空间复杂度)
- 这样 8 份小文件中的数据都是有序的了。
- 而后再将 8 分小文件两两进行归并,合称 4 份有序文件
- 而后再归并,最初归并成一个有序的大文件。
算法复杂度及稳定性
- 数组中雷同的值,排完序后绝对地位不变,就是稳固的,否则就是不稳固。
正文完