在本篇,我们介绍三种排序算法,分别是:冒泡排序、选择排序和插入排序。(以下代码均用C++实现)
预知:以下代码中用到的swap函数的定义头文件是#include<algorithm>
一、冒泡排序:
冒泡排序(英语:Bubble Sort)又称为泡式排序,是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
- 较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个;
- 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数;
- 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个;
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。
图解如下:
代码实现:
//1.冒泡排序
void bubbleSort(int source[], int n) { //n代表数组大小
for(int i = n - 1; i > 0; i--) {
for(int j = 0; j < i; j++) {
if(source[j] > source[j+1])
swap(source[j],source[j+1]);
}
}
}
复杂度分析:
时间复杂度 最坏时间复杂度
、最优时间复杂度
、平均时间复杂度
空间复杂度 需要辅助空间
二、选择排序:
选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下:
首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。
图解如下:
代码实现
//2.选择排序
void selectSort(int source[], int n){ //n代表数组大小
for(int i=0;i<n-1;i++)
{
int minIndex=i;
for(int j=i+1;j<n;j++)
if(source[j]<source[minIndex])
minIndex=j;
if(minIndex != i)
swap(source[i], source[minIndex]);
}
}
复杂度分析:
时间复杂度 最坏时间复杂度
、最优时间复杂度
、平均时间复杂度
空间复杂度 需要辅助空间
选择排序的主要优点与数据移动有关。如果某个元素位于正确的最终位置上,则它不会被移动。选择排序每次交换一对元素,它们当中至少有一个将被移到其最终位置上,因此对n个元素的表进行排序总共进行至多n-1次交换。在所有的完全依靠交换去移动元素的排序方法中,选择排序属于非常好的一种。
三、插入排序:
插入排序(英语:Insertion Sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。
- 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序;
- 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描;
- 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置;
- 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;
- 将新元素插入到该位置后;
- 重复步骤2~5。
图解如下:
代码如下:
//3.插入排序
void insertSort(int source[], int n){ //n代表数组大小
for(int i = 1; i < n; i++) {
for(int j = i; (j > 0) && (source[j] < source[j-1]); j--) {
swap(source[j], source[j-1]);
}
}
}
复杂度分析:
时间复杂度 最坏时间复杂度
、最优时间复杂度
、平均时间复杂度
空间复杂度 需要辅助空间
简要比较:
以上解释和图表来自维基百科
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