1. 冒泡排序
基本原理:
对存放原始数据的数组,按从前往后的方向进行多次扫描,每次扫描称为一趟。当发现相邻两个数据的次序与排序要求的大小次序不符合时,即将这两个数据进行互换。如果从小到大排序,这时,较小的数据就会逐个向前移动,好像气泡向上漂浮一样。是一种稳定的排序方法。
平均时间复杂度
O(n ^ 2)稳定
图示排序过程:
为什么每趟比较次数减少一次?
在冒泡排序的过程中,每一趟都会将未排序部分的最大元素沉底(或最小元素浮顶),因此在第一趟排序过程中,最大(或最小)的元素会被放置在合适的位置。接下来的每一趟排序中,由于最大(或最小)的元素已经在正确的位置上,因此比较时无需再考虑该元素,而是只需比较未排序部分的其他元素。结论:N个数仅需排序N-1次。
参考链接:冒泡排序视频讲解
冒泡排序C语言源程序:
#include <stdio.h> void BubbleSort(int a[],int n);//冒泡排序 void DispArray(int a[],int n); //输出数组 int main() { int a[10]={0,3,2,1,4,6,5,7,9,8}; BubbleSort(a,10); DispArray(a,10); return 0; } void BubbleSort(int a[],int n)//冒泡排序 { for(int i=0;i<n-1;i++){ for(int j=0;j<n-1;j++){ if(a[j]>a[j+1]){ int temp=a[j]; a[j]=a[j+1]; a[j+1]=temp; } } } } void DispArray(int a[],int n)//输出数组 { for(int i=0;i<n;i++){ printf("%d ",a[i]); } printf("\n"); }
运行结果:
2. 选择排序
基本原理:
首先在未排序序列中找到最小元素(或最大元素)存放到排序序列的起始位置,再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素(或最大元素)然后放到已排序序列的末尾,重复上述步骤,直到所有元素均排序完毕。
平均时间复杂度
O (n ^ 2),不稳定
图示排序过程:
选择排序和冒泡排序区别:
冒泡排序是在每轮遍历中比较相邻的元素,如果顺序不正确就交换位置,逐渐将最大(或最小)的元素冒泡到合适的位置,每轮可能需要进行多次元素交换。选择排序是在每一轮遍历中选择未排序部分的最小(或最大)元素,然后将其放到已排序部分的末尾,每轮只需进行一次元素交换。冒泡排序稳定,选择排序不稳定。
参考链接:选择排序动画演示
选择排序C语言源程序:
#include <stdio.h> void BubbleSort(int a[],int n);//冒泡排序 void DispArray(int a[],int n); //输出数组 void ChooseSort(int a[],int n);//选择排序 int main() { int a[10]={0,3,2,1,4,6,5,7,9,8}; //BubbleSort(a,10); ChooseSort(a,10); DispArray(a,10); return 0; } void BubbleSort(int a[],int n)//冒泡排序 { for(int i=0;i<n-1;i++){ for(int j=0;j<n-1;j++){ if(a[j]>a[j+1]){ int temp=a[j]; a[j]=a[j+1]; a[j+1]=temp; } } } } void ChooseSort(int a[],int n)//选择排序 { for(int i=0;i<n-1;i++){ int k=i; for(int j=i+1;j<n;j++){ if(a[k]>a[j]){ int temp=a[k]; a[k]=a[j]; a[j]=temp; } } } } void DispArray(int a[],int n)//输出数组 { for(int i=0;i<n;i++){ printf("%d ",a[i]); } printf("\n"); }
运行结果:
3. 快速排序
基本原理:
1.选定Pivot中心轴
2.将大于Pivot的数字放在Pivot的右边
3.将小于Pivot的数字放在Pivot的左边
4.分别对左右子序列重复前三步操作,直至子序列长度为1
平均时间复杂度
O ( n log n ),不稳定
图示排序过程:
快速排序优势:
快速排序通常比冒泡排序和选择排序等简单排序算法要快得多,因此在实际应用中常被选为首选排序算法。在平均情况下,它的时间复杂度为O(n log n)。
参考链接:快速排序视频讲解
快速排序C语言源程序:
#include <stdio.h> void BubbleSort(int a[],int n);//冒泡排序 void DispArray(int a[],int n); //输出数组 void ChooseSort(int a[],int n);//选择排序 void FastSort(int a[],int L,int R);//快速排序 int main() { int a[10]={0,3,2,1,4,6,5,7,9,8}; //BubbleSort(a,10); //ChooseSort(a,10); FastSort(a,0,9); DispArray(a,10); return 0; } void BubbleSort(int a[],int n)//冒泡排序 { for(int i=0;i<n-1;i++){ for(int j=0;j<n-1;j++){ if(a[j]>a[j+1]){ int temp=a[j]; a[j]=a[j+1]; a[j+1]=temp; } } } } void ChooseSort(int a[],int n)//选择排序 { for(int i=0;i<n-1;i++){ int k=i; for(int j=i+1;j<n;j++){ if(a[k]>a[j]){ int temp=a[k]; a[k]=a[j]; a[j]=temp; } } } } void FastSort(int a[],int L,int R)//快速排序 { int left=L,right=R; int pivot=a[left]; while (left<right) { while (left<right && pivot<=a[right]) { right--; } if(left<right){ a[left]=a[right]; } while (left<right && pivot>=a[left]) { left++; } if(left<right){ a[right]=a[left]; } if(left>=right){ a[right]=pivot; } FastSort(a,L,left-1); FastSort(a,left+1,R); } } void DispArray(int a[],int n)//输出数组 { for(int i=0;i<n;i++){ printf("%d ",a[i]); } printf("\n"); }
运行结果:
致读者
非知之难,行之为难;非行之难,终之斯难