冒泡排序
- 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
- 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。
冒泡排序是与插入排序拥有相等的运行时间,但是两种算法在需要的交换次数却很大地不同。
在最好的情况,冒泡排序需要O(n^2)次交换,而插入排序只要最多O(n)交换。
冒泡排序的实现通常会对已经排序好的数列拙劣地运行(O(n^2)),而插入排序在这个例子只需要O(n)个运算。
因此很多现代的算法教科书避免使用冒泡排序,而用插入排序替换之。
冒泡排序如果能在内部循环第一次运行时,使用一个旗标来表示有无需要交换的可能,也可以把最好的复杂度降低到O(n)。
在这个情况,已经排序好的数列就无交换的需要。若在每次走访数列时,把走访顺序反过来,也可以稍微地改进效率。
有时候称为鸡尾酒排序,因为算法会从数列的一端到另一端之间穿梭往返。
鸡尾酒排序
鸡尾酒排序,也就是定向冒泡排序,是冒泡排序的一种变形。
此算法与冒泡排序的不同处在于排序时是以双向在序列中进行排序。
鸡尾酒排序等于是冒泡排序的轻微变形。不同的地方在于从低到高然后从高到低,而冒泡排序则仅从低到高去比较序列里的每个元素。
插入排序
- 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
- 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
- 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
- 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
- 将新元素插入到该位置中
- 重复步骤2~5
快速排序
- 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot),
- 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。
在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。 - 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
排序效果:
归并排序
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。
该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用
步骤:
- 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列
- 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
- 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置
- 重复步骤3直到某一指针达到序列尾
- 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
堆排序
堆积排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。
堆是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。
选择排序
- 首先在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置,
- 然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素,然后放到排序序列末尾。
- 以此类推,直到所有元素均排序完毕。
希尔排序
希尔排序,也称递减增量排序算法,是插入排序的一种高速而稳定的改进版本。
希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的:
- 插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时, 效率高, 即可以达到线性排序的效率
- 但插入排序一般来说是低效的, 因为插入排序每次只能将数据移动一位>
梳排序
梳排序是改良自冒泡排序和快速排序。
在冒泡排序算法中,只比较阵列中相邻的二项,即比较的二项的间距(Gap)是1,
梳排序提出此间距其实可大于1,改自插入排序的希尔排序同样提出相同观点。
梳排序中,开始时的间距设定为阵列长度,并在循环中以固定比率递减,通常递减率设定为1.24。
在一次循环中,梳排序如同冒泡排序一样把阵列从首到尾扫描一次,比较及交换两项,不同的是两项的间距不固定于1。
如果间距递减至1,梳排序假定输入阵列大致排序好,并以冒泡排序作最后检查及修正。