數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中排序總結(jié)

知識創(chuàng)造未來知識創(chuàng)造未來/知識創(chuàng)造未來數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中排序總結(jié)在計算機科學(xué)中，排序算法對于處理大量的數(shù)據(jù)非常重要。排序算法的目的是將一組數(shù)據(jù)按照某種指定的順序進行排列，以便后續(xù)的操作更加高效。下面將介紹常見的幾種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的排序算法，并分析它們的優(yōu)缺點、時間和空間復(fù)雜度等核心概念。冒泡排序冒泡排序是一種基礎(chǔ)的排序算法，它的思路是從第一個元素開始，比較相鄰兩個元素的大小，如果前一個元素比后一個元素大，就將兩者交換位置。每一輪比較都會將當(dāng)前最大的元素交換到數(shù)組的末尾，因此稱為冒泡排序。下面是冒泡排序的實現(xiàn)代碼：publicstaticvoidbubbleSort(int[]nums){

intlength=nums.length;

for(inti=0;i<length-1;i++){

for(intj=0;j<length-i-1;j++){

if(nums[j]>nums[j+1]){

//交換兩個數(shù)

inttemp=nums[j];

nums[j]=nums[j+1];

nums[j+1]=temp;

}

}

}

}冒泡排序的時間復(fù)雜度為O(n2選擇排序選擇排序的思想是，從未排序的數(shù)據(jù)中選擇最小的元素，放到已排序數(shù)據(jù)的末尾。每一輪排序?qū)x出未排序部分的最小值，并將其放置到已排序部分的末尾。下面是選擇排序的實現(xiàn)代碼：publicstaticvoidselectionSort(int[]nums){

intlength=nums.length;

for(inti=0;i<length-1;i++){

intminIndex=i;

for(intj=i+1;j<length;j++){

if(nums[j]<nums[minIndex]){

minIndex=j;

}

}

//交換兩個數(shù)

inttemp=nums[i];

nums[i]=nums[minIndex];

nums[minIndex]=temp

}

}選擇排序的時間復(fù)雜度為O(n2插入排序插入排序的思想是將數(shù)組分為兩部分，一部分為已排序部分，另一部分為未排序部分。從未排序部分取出一個元素，插入到已排序部分的合適位置中。下面是插入排序的實現(xiàn)代碼：publicstaticvoidinsertionSort(int[]nums){

intlength=nums.length;

for(inti=1;i<length;i++){

intcur=nums[i];

intj=i-1;

while(j>=0&&nums[j]>cur){

nums[j+1]=nums[j];

j--;

}

nums[j+1]=cur;

}

}插入排序的時間復(fù)雜度為O(n2)，空間復(fù)雜度為希爾排序希爾排序是一種分組進行的插入排序，它不同于插入排序的地方在于它會先將整個待排元素序列分割成若干個子序列（由相隔某個“增量”的記錄組成），并對各個子序列分別進行插入排序。隨著排序序列不斷縮小至1，所有相鄰元素即可完成最終排序。下面是希爾排序的實現(xiàn)代碼：publicstaticvoidshellSort(int[]nums){

intlength=nums.length;

for(intgap=length/2;gap>0;gap/=2){

for(inti=gap;i<length;i++){

intj=i;

intcur=nums[j];

while(j-gap>=0&&cur<nums[j-gap]){

nums[j]=nums[j-gap];

j-=gap;

}

nums[j]=cur;

}

}

}希爾排序的時間復(fù)雜度為O(nl快速排序快速排序的思想是在待排序的數(shù)據(jù)中，找到一個“基準(zhǔn)”元素，以此為界將數(shù)組分為兩個部分，左邊部分所有元素小于基準(zhǔn)元素，右邊部分所有元素大于基準(zhǔn)元素。遞歸這個過程，直到所有的數(shù)據(jù)都排好順序。下面是快速排序的實現(xiàn)代碼：publicstaticvoidquickSort(int[]nums,intleft,intright){

if(left>right){

return;

}

inti=left;

intj=right;

intpivotKey=nums[left];

while(i<j){

while(i<j&&nums[j]>=pivotKey){

j--;

}

nums[i]=nums[j];

while(i<j&&nums[i]<=pivotKey){

i++;

}

nums[j]=nums[i];

}

nums[i]=pivotKey;

quickSort(nums,left,i-1);

quickSort(nums,i+1,right);

}快速排序的時間復(fù)雜度為O(nl歸并排序歸并排序的思想是將待排序的數(shù)據(jù)集合分成兩個部分，分別排序，最后將排序后的兩個部分合并成一個有序的序列。下面是歸并排序的實現(xiàn)代碼：publicstaticvoidmergeSort(int[]nums,intleft,intright){

if(left>=right){

return;

}

intmid=left+(right-left)/2;

mergeSort(nums,left,mid);

mergeSort(nums,mid+1,right);

merge(nums,left,mid,right);

}

privatestaticvoidmerge(int[]nums,intleft,intmid,intright){

int[]temp=newint[right-left+1];

inti=left;

intj=mid+1;

intk=0;

while(i<=mid&&j<=right){

if(nums[i]<=nums[j]){

temp[k++]=nums[i++];

}else{

temp[k++]=nums[j++];

}

}

while(i<=mid){

temp[k++]=nums[i++];

}

while(j<=right){

temp[k++]=nums[j++];

}

for(intm=0;m<k;m++){

nums[left+m]=temp[m];

}

}歸并排序的時間復(fù)雜度為O(nl堆排序堆排序是利用堆這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而設(shè)計的一種排序算法。堆是一個完全二叉樹，且堆中任意節(jié)點的值總是不大于或不小于其子節(jié)點的值。利用堆的特性，可以將堆中的最小值或最大值找出，并將其放到堆頂。然后不斷重復(fù)上述過程，最后得到一個有序的序列。下面是堆排序的實現(xiàn)代碼：publicstaticvoidheapSort(int[]nums){

intlength=nums.length;

for(inti=length/2-1;i>=0;i--){

adjustHeap(nums,i,length);

}

for(intj=length-1;j>0;j--){

inttemp=nums[0];

nums[0]=nums[j];

nums[j]=temp;

adjustHeap(nums,0,j);

}

}

privatestaticvoidadjustHeap(int[]nums,inti,intlength){

inttemp=nums[i];

for(intj=2*i+1;j<length;j=2*j+1){

if(j+1<length&&nums[j]<nums[j+1]){

j++;

}

if(nums[j]>temp){

nums[i]=nums[j];