排序:把无序的序列,变成有序(递增/升序,递减/降序)
排序的时候,指定升序/降序,最关键的就是指定“比较规则”
1 直接插入排序
类似于顺序表的插入效果(把元素往后倒腾啥的),但这里的关键是让新元素插到位置上,保持仍然有序
这里是升序排序
思路:
1)定义一个bound变量,把整个数组划分成两个区间,已排序区间为[1,bound),待排序区间为[bound,size)
已排序区间不是从0开始的原因:第一个元素其实就已经是有序了,它就一个元素
2)取bound位置的元素,往前面这个已排序区间插入,插入到合适位置(插入之后,整个数组还是有序的)
3)经过一轮的插入之后,已排序区间多一个元素,未排序区间少一个元素
比如:
之后以此类推
代码:
运行结果:
它的时间复杂度为O(N^2),空间复杂度为O(1)
稳定性:稳定(两个元素值相同,排序后这两个元素的相对顺序和排序前是一样的)
2 希尔排序
希尔排序也叫谢尔排序,英文术语为shell
它针对插入排序做了一个改进,对于插入排序来说,有两个特殊的情况:
1)如果序列本身很短,进行插入排序速度就很快 (gap值大的时候,每个分组里的元素都很少)
2)如果序列本身基本有序,插入排序速度也很快 (gap比较小,甚至到1的时候,虽然分组中的元素多了,但是经过前面的调整,基本有序了)
红颜色的字就解释了希尔排序快的原因
希尔排序就针对这两个特点进行了改进,它把整个数组进行分组,分成若干组,之后再对每个组分别进行插入排序。设置了一个变量:gap,通过gap进行分组操作
比如:
希尔排序的时间复杂度,不确定,它取决于gap的序列怎么取。刚才gap取的是3,2,1,效率比较低。一个典型的序列,效率比较高,gap为: size/2,size/4,size/8……1。希尔排序的效率最高能达到O(N^1.3)。
它的空间复杂度为O(1),它不是稳定排序,因为相同的值,可能在不同的分组中,每个组内部插排是稳定的,组和组之间就不一定了。
代码:
这里解释一下为什么是bound++,而不是bound+=gap,因为是对所有分组进行插入排序,也就是说,把整个数组里面的元素都进行插入排序操作。不是说把一个分组处理完,再处理下一个分组,而是直接“水平的处理”:
先处理0号分组的1号元素
再处理1号分组的1号元素
再处理2号分组的1号元素
运行结果:
3 直接选择排序
核心思路类似于找“最大值”/“最小值”
按照打擂台的方式:
第一轮找出最小值,放到数组最前面
第二轮找出第二小的值,放到第二个位置上
第三轮找出第三小的值,放到第三个位置上
……
第N-I轮,找到第N-1小的值
代码:
运行结果:
它的时间复杂度为O(N^2),空间复杂度为O(1),是不稳定的,如果交换都是相邻的是稳定的,跨距离就不稳定了。