算法1—八大常用排序算法(上)

时间:2024-10-23 07:26:46

1.直接插入排序

原理:从arr[0]开始,每次和后一个数据比大小,然后根据需要的是升序还是降序进行操作。

最差的情况下时间复杂度:O(n²)

最好的情况下时间复杂度:O(1)

所以平均时间复杂度:O(n²)

void InsertSort(int* arr, int n)
{
	for (int i = 0; i < n-1; i++)
	{
		int end = i;
		int tmp = arr[end + 1];
		while (end >= 0)
		{
			if (arr[end] > tmp)
			{
				arr[end + 1] = arr[end];
				end--;
			}
			else
			{
				break;
			}
		}
		arr[end + 1] = tmp;
	}
}

2.冒泡排序

时间复杂度:O(n²)

void BubbleSort(int* arr, int n)
{
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		int exchange = 0;
		for (int j = 0;j < n-i-1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				exchange = 1;
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
			if (exchange = 0)
			{
				break;
			}
		}
	}
}

3.堆排序

要用到向下调整算法建立大堆(最后产生一个降序效果)。当然如果想升序的话,就向上调整算法建立小堆。

时间复杂度:O(n*logn)

void Swap(int* x, int* y)
{
	int temp = *x;
	*x = *y;
	*y = temp;
}

void ADJustDown(int* arr, int parent, int n)
{
	int child = parent * 2 + 1;//左孩子
	while (child < n)
	{
		if (child + 1 < n && arr[child] > arr[child + 1])
		{
			child++;
		}
		if (arr[child] < arr[parent])
		{
			Swap(&arr[child], &arr[parent]);
			parent = child;
			child = parent * 2 - 1;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}

void HeapSort(int* arr, int n)
{
	//向下调整算法建堆(大堆)
	for (int i = (n - 2) / 2; i >= 0; i--)
	{
		ADJustDown(arr, i, n);
	}
	//升序(用大堆+向下调整算法)
	int end = n - 1;
	while (end > 0)
	{
		Swap(&arr[0], &arr[end]);
		ADJustDown(arr, 0, end);
		end--;
	}
}

4.希尔排序

希尔排序法又称缩小增量法。希尔排序法的基本思想:先选定一个整数(通常是gap=n/3 +1),把待排序文件所有记录分成各组,所有的距离相等的记录分在同一组内,并对每一组内的记录进行排序,然后gap=/3 +1得到下一个整数,再将数组分成各组,进行插入排序,当gap=1时,就相当于直接插入排序。

它是在直接插入排序算法的基础上进行改进而来,综合来说它的效率要高于直接插入排序算法。

时间复杂度:O(n^{1.3}

void ShellSort(int* arr, int n)
{
	int gap = n;
	while (gap>=1)
	{
		gap = (gap / 3)+1;
			for (int i = 0; i < n - gap; i++)
			{
				int end = i;
				int tmp = arr[end + gap];
				while (end >= 0)
				{
					if (arr[end] > tmp)
					{
						arr[end + gap] = arr[end];
						end -= gap;
					}
					else
					{
						break;
					}
					arr[end + gap] = tmp;
				}
			}
	}
}