概述
排序有内部排序和外部排序,内部排序是数据记录在内存中进行排序,而外部排序是因排序的数据很大,一次不能容纳全部的排序记录,在排序过程中需要访问外存。
我们这里说说八大排序就是内部排序。
当n较大,则应采用时间复杂度为O(nlog2n)的排序方法:快速排序、堆排序或归并排序序。
快速排序:是目前基于比较的内部排序中被认为是最好的方法,当待排序的关键字是随机分布时,快速排序的平均时间最短;
1.插入排序—直接插入排序(Straight Insertion Sort)
基本思想:
将一个记录插入到已排序好的有序表中,从而得到一个新,记录数增1的有序表。即:先将序列的第1个记录看成是一个有序的子序列,然后从第2个记录逐个进行插入,直至整个序列有序为止。
要点:设立哨兵,作为临时存储和判断数组边界之用。
直接插入排序示例:
如果碰见一个和插入元素相等的,那么插入元素把想插入的元素放在相等元素的后面。所以,相等元素的前后顺序没有改变,从原无序序列出去的顺序就是排好序后的顺序,所以插入排序是稳定的。
Java算法的实现:
public class InsertSort {
public void insertSort(int[] a) {
int i,j,temp;
for(i = 1; i < a.length; i++){
if(a[i] < a[i-1]){
temp = a[i];
for(j = i - 1; j >= 0 && a[j] > temp; j--){
a[j+1] = a[j];
}
a[j+1] = temp;
}
}
for(i = 0;i < a.length; i++){
System.out.println(a[i]);
}
}
public static void main(String[] args) {
new InsertSort().insertSort(new int[]{9,1,5,8,3,7,4,6,2});
}
}
从空间上分析,直接插入排序算法只需要一个辅助空间。
从时间复杂度上分析,最好的情况是排序的记录本身是有序的,所以时间复杂度是 O(n)O(n) ;在最坏的情况,待排序的记录是逆序的,那么此时的时间复杂度是 O(n24)O(n24) 。所以虽然量级仍然是 n2
n2,但是直接插入排序算法的时间复杂度是优于冒泡排序算法和简单选择排序的。
2. 交换排序—冒泡排序(Bubble Sort)
基本思想:
在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数,自上而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较小的往上冒。即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。
冒泡排序的示例:
算法的实现:
for(int i=0;i<array.length;i++){
for(int j=0;j<array.length-1-i;j++){
if(array[j] > array[j+1]){
int temp = a[j];
a[j] = a[j+1];
a[j+1] = temp;
}
}
}
3. 选择排序—简单选择排序(Simple Selection Sort)
基本思想:
在要排序的一组数中,选出最小(或者最大)的一个数与第1个位置的数交换;然后在剩下的数当中再找最小(或者最大)的与第2个位置的数交换,依次类推,直到第n-1个元素(倒数第二个数)和第n个元素(最后一个数)比较为止。
简单选择排序的示例:
操作方法:
第一趟,从n 个记录中找出关键码最小的记录与第一个记录交换;
第二趟,从第二个记录开始的n-1 个记录中再选出关键码最小的记录与第二个记录交换;
以此类推.....
第i 趟,则从第i 个记录开始的n-i+1 个记录中选出关键码最小的记录与第i 个记录交换,
直到整个序列按关键码有序。
算法实现:
public class SelectSort {
public void selectSort(int[] a){
int i,j,min;
for (i = 0; i < a.length; i++) {
//假设第一个位置的值是最小值
min = i;
for(j = i + 1; j < a.length; j++){
if(a[min] > a[j]){
min = j;
}
}
//如果min不等于i,说明找到最小值的下标
if(min != i){
swap(a,i,min);
}
}
for(i = 0; i < a.length; i++){
System.out.println(a[i]);
}
}
private void swap(int[] a, int i, int min) {
int temp = a[i];
a[i] = a[min];
a[min] = temp;
}
public static void main(String[] args) {
new SelectSort().selectSort(new int[]{9,1,5,8,3,7,4,6,2});
}
}