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  • 排序算法C++实现,复杂度

    https://blog.csdn.net/qq_37941471/article/details/80710099 八大排序算法
    https://blog.csdn.net/qq_37623612/article/details/80312121 直接插入排序
    其余排序:https://www.jianshu.com/p/502153724b91
    ------------------------------------【整理】-----------------------------

    复杂度总结:

    插入排序

    1.直接插入排序

    //构建有序序列, 已排序序列中,从后向前扫描,插入到有序序列中。
    //复杂度上来说,排序比较次数+移动次数,最好是n,最坏是n^2,平均是n^2
    void InsertSort(int *array, int n)
    {
    	int i, j;
    	int temp;
    	for (int i = 1; i < n; i++)
    	{
    		j = i;
    		temp = array[i];//预要插入的数字,记录
    		while (j > 0 && array[j - 1] > temp)
    		{
    			array[j] = array[j - 1]; //从后向前扫描有序序列,大于就向后移位,空出位置给temp插入
    			j--;
    		}
    		array[j] = temp;
    	}
    }
    

    2.折半插入排序

    //折半插入排序
    //在有序区上找空闲,用的是二分查找方法
    //nlogn
    void binInsertSort(int* array, int n)
    {
    	int i, j,low,high,mid;
    	int temp;
    	for (int i = 1; i < n; i++)
    	{
    		if (array[i] < array[i - 1])
    		{
    			temp = array[i];
    			low = 0;
    			high = i - 1;
    			while (low <= high)
    			{
    				mid = (low + high) / 2;
    				if (temp < array[mid])
    					high = mid - 1;
    				else
    					low = mid + 1;
    			}
    			for (j = i - 1; j >= high + 1; j--)//集中元素后移
    			{
    				array[j + 1] = array[j];
    			}
    			array[high + 1] = temp; //插入元素
    		}
    	}
    }
    

    3. 希尔排序

    
    //设置增量d,减少增量,对每一组增量间隔的数进行直接插入排序
    //复杂度是
    void ShellSort(int* array, int n)
    {
    	int i, j, d;
    	int temp;
    	d = n / 2; //设置增量
    	while (d > 0)
    	{
    		for (i = d; i < n; i++)//对所有组采用插入排序
    		{
    			temp = array[i];//对相隔d个为止的一组采用直接插入排序
    			j = i - d;
    			while (j >= 0 && temp < array[i])
    			{
    				array[j + d] = array[j];
    				j = j - d;
    			}
    			array[j + d] = temp;
    		}
    		d = d / 2;
    	}
    }
    

    交换排序系列

    1.选择排序

    从每一趟待排元素中,选取关键字最小的元素,放在已排序的最后,适合从大量元素中,选择一部分排序元素

    #include <algorithm>
    using namespace std;
    void SelectSort(int* array, int n)
    {
    	int i, j, k;//k 定位
    	for (i = 0; i < n - 1; i++)
    	{
    		k = i;
    		for (j = i + 1; j < n; j++)
    		{
    			if (array[j] < array[k])
    			{
    				k = j;
    			}
    		}
    		if (k != j)
    		{
    			swap(array[i], array[k]);
    		}
    	}
    }
    

    2.冒泡排序

    没什么好说的,交换次序,进行n轮,浮动到最前。

    #include <algorithm>
    using namespace std;
    void BubbleSort(int* array, int n)
    {
    	int i, j;
    	for (i = 0; i < n - 1; i++)
    	{
    		for (j = n - 1; j > i; j--)
    		{
    			if (array[j] < array[j - 1])
    			{
    				swap(array[j], array[j - 1]);
    			}
    		}
    	}
    }
    

    3.快速排序

    为什么快排是不稳定的:
    举个例子
    待排数组 6 9 9 10 11
    我们选择第一个9作为主元(过程是随机的),若把小于等于放在主元的左边,则第二个9就跑到第一个9左面了,从而导致不稳定
    主元的选择是随机的,导致不稳定的原因在于我们无法保证每次都是稳定的,所以它是不稳定的。

    冒泡排序改进而来
    一趟划分,找一个中心点,然后把小于他的放在左边,大于他的放在右边。
    递归左右。

    int partition(int array[], int s, int t) //一趟划分
    {
    	int i = s, j = t;
    	int temp = array[i];//第一个为基准,然后记录这个。
    	while (i < j)//俩端交替向中扫描,直到i=j;
    	{
    		while (j > i&& array[j] >= temp) //从右向左扫描,找到一个小于temp的,交换到位置i上
    		{
    			j--;
    		}
    		array[i] = array[j]; //右边扫描结束
    
    		while (i < j && array[i] <= temp)  //找到第一个大于temp的,交换到位置j上
    		{
    			i++;
    		}
    		array[j] = array[i]; //左边扫描结束
    	}
    	array[i] = temp; //中心点放上位置。
    }
    
    void QuickSort(int* array, int s, int t)
    {
    	int i;
    	if (s < t) //区间内至少俩个元素
    	{
    		i = partition(array, s, t);
    		QuickSort(array, s, i - 1); //递归
    		QuickSort(array, i + 1, t);
    	}
    }
    

    堆排序

    #include <iostream>
    using namespace std;
    
    
    int heap[100] = { 0,4,3,1,5,6 };
    int n = 5;
    
    void swap(int& a,int& b) {
    	int temp = a;
    	a = b;
    	b = temp;
    };
    
    //向下建堆
    void downHeap(int low, int high)
    {
    	int i = low, j = i * 2;
    	while (j <= high)
    	{
    		if (j + 1 <= high && heap[j+1] < heap[j])
    			j = j + 1; //子节点中小的那个
    		if (heap[j] < heap[i])
    		{
    			swap(heap[j], heap[i]);//交换
    			i = j;
    			j = i * 2;
    		}
    		else
    		{
    			break;
    		}
    	}
    }
    
    //建小根堆操作
    void creatHeap(const int n)
    {
    	for (int i = n / 2; i >= 1; i--)
    	{
    		downHeap(i, n);
    	}
    }
    
    //删除堆顶元素
    void deleteHeap(int& n)
    {
    	heap[1] = heap[n--];
    	downHeap(1, n);
    }
    //插入堆顶元素(要向上调整,一次调整)
    void upHeap(int low, int high)
    {
    	int i = high, j = i / 2;
    	while (j >= low)
    	{
    		if (heap[j] > heap[i])
    		{
    			swap(heap[i], heap[j]);
    			i = j;
    			j = i / 2;
    		}
    		else
    		{
    			break;
    		}
    	}
    }
    
    //增加
    void insertHeap(int& n,int value)
    {
    	heap[++n] = value;
    	upHeap(1, n);
    }
    
    //堆排序(小顶堆会排序为逆序)
    void HeapSort( int n)
    {
    	for (int i = n; i > 1; i--)
    	{
    		swap(heap[i], heap[1]);
    		downHeap(1, i - 1);
    	}
    }
    
    int main()
    {
    	creatHeap(n);
    	//HeapSort(n);
    
    	insertHeap(n, 2);
    	HeapSort(n);
    	for (int i = 1; i <n; i++) 
    	{
    		cout << heap[i] << " ";
    	}
    	cout << heap[n] << endl;
    }
    

    基数排序


    时间复杂度:每一次关键字的桶分配都需要O(n)的时间复杂度,而且分配之后得到新的关键字序列又需要O(n)的时间复杂度。假如待排数据可以分为d个关键字,则基数排序的时间复杂度将是O(d2n) ,当然d要远远小于n,因此基本上还是线性级别的。系数2可以省略,且无论数组是否有序,都需要从个位排到最大位数,所以时间复杂度始终为O(dn) 。其中,n是数组长度,d是最大位数。
    空间复杂度: 基数排序的空间复杂度为O(n+k),其中k为桶的数量,需要分配n个数。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/EvansPudding/p/12680995.html
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