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輕松學排序算法:眼睛直觀感受幾種常用排序算法

編輯:關於JAVA

一、快速排序

介紹:

快速排序是由東尼·霍爾所發展的一種排序算法。在平均狀況下,排序 n 個項目要Ο(n log n)次比較。在最壞狀況下則需要Ο(n2)次比較,但這種狀況並不常見。事實上,快速排序通常明顯比其他Ο(n log n) 算法更快,因為它的內部循環(inner loop)可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來,且在大部分真實世界的數據,可以決定設計的選擇,減少所需時間的二次方項之可能性。

步驟:

◆ 從數列中挑出一個元素,稱為 "基准"(pivot),

◆ 重新排序數列,所有元素比基准值小的擺放在基准前面,所有元素比基准值大的擺在基准的後面(相同的數可以到任一邊)。在這個分區退出之後,該基准就處於排列的中間位置。這個稱為分區(partition)操作。

遞歸地(recursive)把小於基准值元素的子數列和大於基准值元素的子數列排序。

排序效果:

二、歸並排序

介紹:

歸並排序(Merge sort,台灣譯作:合並排序)是建立在歸並操作上的一種有效的排序算法。該算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一個非常典型的應用

步驟:

◆ 申請空間,使其大小為兩個已經排序序列之和,該空間用來存放合並後的序列

◆ 設定兩個指針,最初位置分別為兩個已經排序序列的起始位置

◆ 比較兩個指針所指向的元素,選擇相對小的元素放入到合並空間,並移動指針到下一位置

◆ 重復步驟3直到某一指針達到序列尾

◆ 將另一序列剩下的所有元素直接復制到合並序列尾

排序效果:

三、堆排序

介紹:

堆積排序(Heapsort)是指利用這種數據結構所設計的一種排序算法。堆是一個近似完全二叉樹的結構,並同時滿足堆性質:即子結點的鍵值或索引總是小於(或者大於)它的父節點。

步驟:

(比較復雜,自己上網查吧)

排序效果:

四、選擇排序

介紹:

選擇排序(Selection sort)是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置,然後,再從剩余未排序元素中繼續尋找最小元素,然後放到排序序列末尾。以此類推,直到所有元素均排序完畢。

排序效果:

五、冒泡排序

介紹:

冒泡排序(Bubble Sort,台灣譯為:泡沫排序或氣泡排序)是一種簡單的排序算法。它重復地走訪過要排序的數列,一次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換,也就是說該數列已經排序完成。這個算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢“浮”到數列的頂端。

步驟:

◆ 比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大,就交換他們兩個。

◆ 對每一對相鄰元素作同樣的工作,從開始第一對到結尾的最後一對。在這一點,最後的元素應該會是最大的數。

◆ 針對所有的元素重復以上的步驟,除了最後一個。

◆ 持續每次對越來越少的元素重復上面的步驟,直到沒有任何一對數字需要比較。

排序效果:

六、插入排序

介紹:

插入排序(Insertion Sort)的算法描述是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理是通過構建有序序列,對於未排序數據,在已排序序列中從後向前掃描,找到相應位置並插入。插入排序在實現上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的額外空間的排序),因而在從後向前掃描過程中,需要反復把已排序元素逐步向後挪位,為最新元素提供插入空間。

步驟:

◆ 從第一個元素開始,該元素可以認為已經被排序

◆ 取出下一個元素,在已經排序的元素序列中從後向前掃描

◆ 如果該元素(已排序)大於新元素,將該元素移到下一位置

◆ 重復步驟3,直到找到已排序的元素小於或者等於新元素的位置

◆ 將新元素插入到該位置中

◆ 重復步驟2

排序效果:

(暫無)

七、希爾排序

介紹:

希爾排序,也稱遞減增量排序算法,是插入排序的一種高速而穩定的改進版本。

希爾排序是基於插入排序的以下兩點性質而提出改進方法的:

◆ 插入排序在對幾乎已經排好序的數據操作時, 效率高, 即可以達到線性排序的效率

◆ 但插入排序一般來說是低效的, 因為插入排序每次只能將數據移動一位

排序效果:

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