一,选择排序
1,基本思想
每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始(末尾)位置,直到全部待排序的数据元素排完 。
2, 基本思路
1,在元素集合 array[ i ] -- array[ n-1 ] 中选择关键码最大(小)的数据元素
2,若它不是这组元素中的最后一个(第一个)元素,则将它与这组元素中的最后一个(第一个)元素交换
3,在剩余的 array[ i ] -- array[ n-2 ](array [ i+1] -- array [ n-1 ] )集合中,重复上述步骤,直到集合剩余1个元素
直接选择排序的特性总结:
1. 直接选择排序思考非常好理解,但是效率不是很好。实际中很少使用
2. 时间复杂度:O(N^2)
3. 空间复杂度:O(1)
4. 稳定性:不稳定
3,思路实现
选择排序嘛,就是先遍历数组找出最大数和最小数,然后让最小数与首元素交换,最大数与末尾元素交换,当然啦在排序的过程中与之交换的 " 首元素 " 和 " 末尾元素 " 会一直变化的;
第一趟排序时,首元素是 arr [ 0 ] ,末尾元素是 arr [ n-1 ] ;
第二趟排序时,首元素是 arr [ 1 ] ,末尾元素是 arr [ n-2 ] ;
。。。。。
以此类推直至首元素的小标大于或等于末尾元素的下标;
我们现在写一个升序的选择排序:
//选择排序 void SeleSort(int* arr, int n) { int begin = 0, end = n - 1; while (begin < end) { int maxi = begin, mini = begin; for (int i = begin; i <= end; i++) { if (arr[i] > arr[maxi]) { maxi = i; } if (arr[i] < arr[mini]) { mini = i; } } Swap(&arr[begin], &arr[mini]); // 如果maxi和begin重叠,修正一下即可 if (begin == maxi) { maxi = mini; } Swap(&arr[end], &arr[maxi]); ++begin; --end; } }
我们测试一下:
int main() { int arr[] = { 9,1,2,5,7,4,8,6,3,5 }; //选择排序 SeleSort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); PrintSort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); return 0; }
可以看到是有序的,选择排序就 OK 了;
二,堆排序
堆排序(Heapsort)是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。它是通过堆来进行选择数据。需要注意的是排升序要建大堆,排降序建小堆。
1,直接选择排序的特性总结:
1, 堆排序使用堆来选数,效率就高了很多。
2, 时间复杂度:O(N*logN)
3.,空间复杂度:O(1)
4.,稳定性:不稳定
2,思路实现
要使用堆排序,首先就是要建堆,建堆有两种方式,一种是向上建堆法,一种是向下建堆法;
向上调整建堆的时间复杂度为O(N*logN);
向下调整建堆的时间复杂度为O(N);
所以我们用向下建堆:
//向下调整 void DownAdjust(int* arr, int n, int i) { int perent = i; int child = perent* 2 + 1; while (child<n) { if (child+1<n && arr[child + 1] > arr[child]) { child++; } if (arr[perent] < arr[child]) { //交换 Swap(&arr[perent], &arr[child]); perent = child; child = perent * 2 + 1; } else { break; } } } //建堆 int i = 0; for (i = (n - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--) { //向下调整 DownAdjust(arr, n, i); }
此时堆就建好了,然后就是用【交换删除法】来排序了:
原理:
此时堆顶是最大的数据,让其与末尾的数进行交换,然后让 n--,在让其向下调整这样就可以避开末尾的数了,以此类推直至 n<=1 ,排序就排好了;
//交换,删除排序法 while (n > 1) { //交换 Swap(&arr[0], &arr[n - 1]); n--; //向下调整 DownAdjust(arr, n, 0); }
我们测试一下:
int main() { int arr[] = { 9,1,2,5,7,4,8,6,3,5 }; //堆排序 HeapSort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); PrintSort(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0])); return 0; }
可以看到是有序的,堆排序就 OK 了;
3,源代码
//向下调整 void DownAdjust(int* arr, int n, int i) { int perent = i; int child = perent* 2 + 1; while (child<n) { if (child+1<n && arr[child + 1] > arr[child]) { child++; } if (arr[perent] < arr[child]) { //交换 Swap(&arr[perent], &arr[child]); perent = child; child = perent * 2 + 1; } else { break; } } } //堆排序 void HeapSort(int* arr, int n) { //建堆 int i = 0; for (i = (n - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--) { //向下调整 DownAdjust(arr, n, i); } //交换,删除排序法 while (n > 1) { //交换 Swap(&arr[0], &arr[n - 1]); n--; //向下调整 DownAdjust(arr, n, 0); } }
第二阶段就到这里了,带大家在秒杀两个排序松松骨,真正有挑战的排序还在后头!
后面博主会陆续更新;
如有不足之处欢迎来补充交流!
完结。。