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            數(shù)據(jù)加載中……

            常見排序算法總結(jié)

            穩(wěn)定排序和非穩(wěn)定排序

            簡單地說就是所有相等的數(shù)經(jīng)過某種排序方法后,仍能保持它們在排序之前的相對次序,我們就說這種排序方法是穩(wěn)定的。反之,就是非穩(wěn)定的。要注意的 是,排序算法的穩(wěn)定性是針對所有輸入實例而言的。即在所有可能的輸入實例中,只要有一個實例使得算法不滿足穩(wěn)定性要求,則該排序算法就是不穩(wěn)定的。
            比如:一組數(shù)排序前是a1,a2,a3,a4,a5,其中a2=a4,經(jīng)過某種排序后為a1,a2,a4,a3,a5,則我們說這種排序是穩(wěn)定的,因為a2排序前在a4的前面,排序后它還是在a4的前面。假如變成a1,a4,a2,a3,a5就不是穩(wěn)定的了。

            2、內(nèi)排序和外排序

            在排序過程中,所有需要排序的數(shù)都在內(nèi)存,并在內(nèi)存中調(diào)整它們的存儲順序,稱為內(nèi)排序;
            在排序過程中,只有部分?jǐn)?shù)被調(diào)入內(nèi)存,并借助內(nèi)存調(diào)整數(shù)在外存中的存放順序排序方法稱為外排序。

            3、算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度

            所謂算法的時間復(fù)雜度,是指執(zhí)行算法所需要的計算工作量。
            一個算法的空間復(fù)雜度,一般是指執(zhí)行這個算法所需要的內(nèi)存空間。

            =======================================

            一.插入排序

            首先新建一個空列表,用于保存已排序的有序數(shù)列(我們稱之為"有序列表")。
            從原數(shù)列中取出一個數(shù),將其插入"有序列表"中,使其仍舊保持有序狀態(tài)。
            重復(fù)2號步驟,直至原數(shù)列為空。
            插入排序的平均時間復(fù)雜度為平方級的,效率不高,但是容易實現(xiàn)。它借助了"逐步擴(kuò)大成果"的思想,使有序列表的長度逐漸增加,直至其長度等于原列表的長度。

            ①.直接插入排序(穩(wěn)定)
                 接插入排序的過程為:在插入第i個記錄時,R1,R2,..Ri-1已經(jīng)排好序,將第i個記錄的排序碼Ki依次和R1,R2,..,Ri-1的排序碼逐個進(jìn)行比較,找到適當(dāng)?shù)奈恢谩J褂弥苯硬迦肱判颍瑢τ诰哂衝個記錄的文件,要進(jìn)行n-1趟排序。

            代碼如下:

            void Dir_Insert(int A[],int N)   //直接插入排序
            {
                 int j,t;
                 for(int i=1;i<N;i++)
                 {
                     t=A[i];
                     j=i-1;
                     while(A[j]>t)
                     {
                         A[j+1]=A[j];
                         j--;
                     }
                     A[j+1]=t;
                 }
            }


            ②.希爾排序(不穩(wěn)定):
                 希爾(Shell)排序的基本思想是:先取一個小于n的整數(shù)d1作為第一個增量把文件的全部記錄分成d1個組。所有距離為d1的倍數(shù)的記錄放在同一個組 中。先在各組內(nèi)進(jìn)行直接插入排序;然后,取得第二個增量d2<d1重復(fù)上述的分組和排序,直至所取的增量di=1,即所有記錄放在同一組中進(jìn)行直接 插入排序為止。該方法實質(zhì)上是一種分組插入方法。
                 一般取d1=n/2,di+1=di/2。如果結(jié)果為偶數(shù),則加1,保證di為奇數(shù)。
                 希爾排序是不穩(wěn)定的,希爾排序的執(zhí)行時間依賴于增量序列,其平均時間復(fù)雜度為O(n^1.3).

            代碼如下:

            void Shell(int A[],int n)   //Shell排序
            {
                 int i,j,k,t;
                 (n/2)%2 == 0 ? k = n/2+1 : k = n/2; //保證增量為奇數(shù)
                 while(k > 0)
                 {
                     for(j=k;j<n; j++)
                     {
                         t = A[j];
                         i = j - k;
                         while(i>=0 && A[i]>t)
                         {
                             A[i+k]=A[i];
                             i=i-k;
                         }
                         A[i+k]=t;
                     }
                     if(k == 1) break;
                     (k/2)%2 ==0 ? k=k/2+1 : k=k/2;
                 }
            }

            ==============================================

            二.選擇排序

            設(shè)數(shù)組內(nèi)存放了n個待排數(shù)字,數(shù)組下標(biāo)從1開始,到n結(jié)束。
            i=1
            從數(shù)組的第i個元素開始到第n個元素,尋找最小的元素。
            將上一步找到的最小元素和第i位元素交換。
            如果i=n-1算法結(jié)束,否則回到第3步

            ①.直接選擇排序(不穩(wěn)定)
                 直接選擇排序的過程是:首先在所有記錄中選出序碼最小的記錄,把它與第1個記錄交換,然后在其余的記錄內(nèi)選出排序碼最小的記錄,與第2個記錄交換......依次類推,直到所有記錄排完為止。
                 無論文件初始狀態(tài)如何,在第i趟排序中選出最小關(guān)鍵字的記錄,需要做n-i次比較,因此,總的比較次數(shù)為n(n-1)/2=O(n^2)。當(dāng)初始文件為正 序時,移動次數(shù)為0;文件初態(tài)為反序時,每趟排序均要執(zhí)行交換操作,總的移動次數(shù)取最大值3(n-1)。直接選擇排序的平均時間復(fù)雜度為O(n^2)。直 接選擇排序是不穩(wěn)定的。

            代碼如下:

            void Dir_Choose(int A[],int n)   //直接選擇排序
            {
                 int k,t;
                 for(int i=0;i<n-1;i++)
                 {
                     k=i;
                     for(int j=i+1;j<n;j++)
                     {
                         if(A[j]<A[k]) k=j;
                     }
                     if(k!=i)
                     {
                         t=A[i];
                         A[i]=A[k];
                         A[k]=t;
                     }
                 }
            }


            ②.堆排序(不穩(wěn)定)
            首 先新建一個空列表,作用與插入排序中的"有序列表"相同。  找到數(shù)列中最大的數(shù)字,將其加在"有序列表"的末尾,并將其從原數(shù)列中刪除。 重復(fù)2號步驟,直至原數(shù)列為空。 堆排序的平均時間復(fù)雜度為nlogn,效率高(因為有堆這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及它奇妙的特征,使得"找到數(shù)列中最大的數(shù)字"這樣的操作只需要O(1)的時間復(fù)雜 度,維護(hù)需要logn的時間復(fù)雜度),但是實現(xiàn)相對復(fù)雜(可以說是這里7種算法中比較難實現(xiàn)的)。 看起來似乎堆排序與插入排序有些相像,但他們其實是本質(zhì)不同的算法。至少,他們的時間復(fù)雜度差了一個數(shù)量級,一個是平方級的,一個是對數(shù)級的。     

            堆排序是一種樹形選擇排序,是對直接選擇排序的有效改進(jìn)。n個關(guān)鍵字序列
            K1,K2,...,Kn 稱為堆,當(dāng)且僅當(dāng)該序列滿足(Ki<=K2i且Ki<=K2i+1)或(Ki>=K2i且Ki>=K2i+1),(1& lt;=i<=n/2)。根結(jié)點(堆頂)的關(guān)鍵字是堆里所有結(jié)點關(guān)鍵字中最小者,稱為小根堆;根結(jié)點的關(guān)鍵字是堆里所有結(jié)點關(guān)鍵字中最大者,稱為大 根堆。
                 若將此序列所存儲的向量R[1..n]看作是一棵完全二叉樹的存儲結(jié)構(gòu),則堆實質(zhì)上是滿足如下性質(zhì)的完全二叉樹:樹中任一非葉結(jié)點的關(guān)鍵字均不大于(或不小于)其左右孩子(若存在)結(jié)點的關(guān)鍵字。
                 堆排序的關(guān)鍵步驟有兩個:一是如何建立初始堆;二是當(dāng)堆的根結(jié)點與堆的最后一個結(jié)點交換后,如何對少了一個結(jié)點后的結(jié)點序列做調(diào)整,使之重新成為堆。堆排 序的最壞時間復(fù)雜度為O(nlog2n),堆排序的平均性能較接近于最壞性能。由于建初始堆所需的比較 次數(shù)較多,所以堆排序不適宜于記錄較少的文件。堆排序是就地排序,輔助空間為O(1),它是不穩(wěn)定的排序方法。

            代碼略..

            ====================================

            三.交換排序

            兩兩比較待排序記錄的排序碼,并交換不滿足順序要求的那寫偶對,直到滿足條件為止。交換排序的主要方法有冒泡排序和快速排序.

            ①.冒泡排序(穩(wěn)定的)
            首 先將所有待排序的數(shù)字放入工作列表中。 從列表的第一個數(shù)字到倒數(shù)第二個數(shù)字,逐個檢查:若某一位上的數(shù)字大于他的下一位,則將它與它的下一位交換。 重復(fù)2號步驟,直至再也不能交換。 冒泡排序的平均時間復(fù)雜度與插入排序相同,也是平方級的,但也是非常容易實現(xiàn)的算法。    

            冒泡排序?qū)⒈慌判虻挠涗洈?shù)組R[1..n]垂直排列,每個記錄R[i]看作是重量為ki的氣泡。根據(jù)輕氣泡不能在重氣泡之下的原則,從下往上掃描數(shù)組R;凡掃描到違反本原則的輕氣泡,就使其向上"漂浮"。如此反復(fù)進(jìn)行,直到最后任何兩個氣泡都是輕者在上,重者在下為止。
                 冒泡排序的具體過程如下:
                 第一步,先比較k1和k2,若k1>k2,則交換k1和k2所在的記錄,否則不交換。繼續(xù)對k2和k3重復(fù)上述過程,直到處理完kn-1和kn。這時最大的排序碼記錄轉(zhuǎn)到了最后位置,稱第1次起泡,共執(zhí)行n-1次比較。
                 與第一步類似,從k1和k2開始比較,到kn-2和kn-1為止,共執(zhí)行n-2次比較。
                 依次類推,共做n-1次起泡,完成整個排序過程。
                 若文件的初始狀態(tài)是正序的,一趟掃描即可完成排序。所需關(guān)鍵字比較次數(shù)為n-1次,記錄移動次數(shù)為0。因此,冒泡排序最好的時間復(fù)雜度為O(n)。
                 若初始文件是反序的,需要進(jìn)行n-1趟排序。每趟排序要進(jìn)行n-i次關(guān)鍵字的比較(1<=i<=n-1),且每次比較都必須移動記錄三次來達(dá) 到交換記錄位置。在這種情況下,比較次數(shù)達(dá)到最大值n(n-1)/2=O(n^2),移動次數(shù)也達(dá)到最大值3n(n-1)/2=O(n^2)。因此,冒泡 排序的最壞時間復(fù)雜度為O(n^2)。
                 雖然冒泡排序不一定要進(jìn)行n-1趟,但由于它的記錄移動次數(shù)較多,故平均性能比直接插入排序要差得多。冒泡排序是就地排序,且它是穩(wěn)定的。

            代碼如下:

            void QP(int A[],int n)   //優(yōu)化的冒泡排序
            {
                 int count=0,t,flag;
                 for(int i=0;i<n-1;i++)
                 {
                     flag=0;
                     for(int j=0;j<n-i;j++)
                     {
                         if(A[j+1]<A[j])
                         {
                             t=A[j];
                             A[j]=A[j+1];
                             A[j+1]=t;
                             flag=1;
                             count+=3;
                         }
                     }
                     if(flag==0) break;
                 }
            }


            ②.快速排序:(不穩(wěn)定的)

            實踐證 明,快速排序是所有排序算法中最高效的一種。它采用了分治的思想:先保證列表的前半部分都小于后半部分,然后分別對前半部分和后半部分排序,這樣整個列表 就有序了。這是一種先進(jìn)的思想,也是它高效的原因。因為在排序算法中,算法的高效與否與列表中數(shù)字間的比較次數(shù)有直接的關(guān)系,而"保證列表的前半部分都小 于后半部分"就使得前半部分的任何一個數(shù)從此以后都不再跟后半部分的數(shù)進(jìn)行比較了,大大減少了數(shù)字間不必要的比較。但查找數(shù)據(jù)得另當(dāng)別論了。

                 快速排序采用了一種分治的策略,通常稱其為分治法,其基本思想是:將原問題分解為若干個規(guī)模更小但結(jié)構(gòu)與原問題相似的子問題。遞歸地解這些子問題,然后將這些子問題的解組合為原問題的解。
                 快速排序的具體過程如下:
                 第一步,在待排序的n個記錄中任取一個記錄,以該記錄的排序碼為準(zhǔn),將所有記錄分成兩組,第1組各記錄的排序碼都小于等于該排序碼,第2組各記錄的排序碼都大于該排序碼,并把該記錄排在這兩組中間。
                 第二步,采用同樣的方法,對左邊的組和右邊的組進(jìn)行排序,直到所有記錄都排到相應(yīng)的位置為止。

            代碼如下:

            void Quick_Sort(int A[],int low,int high)   //low和high是數(shù)組的下標(biāo)
            {
                 if(low<high)
                 {
                     int temp,t=A[low];
                     int l=low,h=high;
                     while(l<h)
                     {
                         while(A[l]<t) l++;
                         while(A[h]>=t) h--;
                         if(h>l)
                         {
                             temp=A[l];
                             A[l]=A[h];
                             A[h]=temp;
                         }
                     }
                     Quick_Sort(A,low,l-1);
                     Quick_Sort(A,l+1,high);
                 }
            }

            ==================================

            四.歸并排序
                 歸并排序是將兩個或兩個以上的有序子表合并成一個新的有序表。初始時,把含有n個結(jié)點的待排序序列看作由n個長度都為1的有序子表組成,將它們依次兩兩歸并得到長度為2的若干有序子表,再對它們兩兩合并。直到得到長度為n的有序表,排序結(jié)束。
                 歸并排序是一種穩(wěn)定的排序,可用順序存儲結(jié)構(gòu),也易于在鏈表上實現(xiàn),對長度為n的文件,需進(jìn)行l(wèi)og2n趟二路歸并,每趟歸并的時間為O(n),故其時間 復(fù)雜度無論是在最好情況下還是在最壞情況下均是O(nlog2n)。歸并排序需要一個輔助向量來暫存兩個有序子文件歸并的結(jié)果,故其輔助空間復(fù)雜度為 O(n),顯然它不是就地排序。

            代碼略...

            =================================

            五.基數(shù)排序
            設(shè)單關(guān)鍵字的每個分量的取值范圍均是C0<=Kj<=Crd-1(0<=j<=rd),可能的取值個數(shù)rd稱為基數(shù).基數(shù)的選擇和關(guān)鍵字的分解因關(guān)鍵字的類型而異.
              (1).若關(guān)鍵字是十進(jìn)制整數(shù),則按個、十等位進(jìn)行分解,基數(shù)rd=10,C0=0,C9=9,d為最長整數(shù)的位數(shù).
              (2).若關(guān)鍵字是小寫的英文字符串,則rd=26,C0='a',C25='z',d為最長字符串的長度.
              基數(shù)排序的基本思想是:從低位到高位依次對待排序的關(guān)鍵碼進(jìn)行分配和收集,經(jīng)過d趟分配和收集,就可以得到一個有序序列.

            ===================================

            總結(jié)總結(jié)!

            按平均時間將排序分為四類

            (1)平方階(O(n2))排序
                  一般稱為簡單排序,例如直接插入、直接選擇和冒泡排序;
            (2)線性對數(shù)階(O(nlgn))排序
                  如快速、堆和歸并排序;
            (3)O(n1+£)階排序
                  £是介于0和1之間的常數(shù),即0<£<1,如希爾排序;
            (4)線性階(O(n))排序
                  如基數(shù)排序。

            各種排序方法比較
                  簡單排序中直接插入最好,快速排序最快,當(dāng)文件為正序時,直接插入和冒泡均最佳。

            影響排序效果的因素
                 因為不同的排序方法適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境和要求,所以選擇合適的排序方法應(yīng)綜合考慮下列因素:
              ①待排序的記錄數(shù)目n;
              ②記錄的大小(規(guī)模);
              ③關(guān)鍵字的結(jié)構(gòu)及其初始狀態(tài);
              ④對穩(wěn)定性的要求;
              ⑤語言工具的條件;
              ⑥存儲結(jié)構(gòu);
              ⑦時間和輔助空間復(fù)雜度等。

            不同條件下,排序方法的選擇

            (1)若n較小(如n≤50),可采用直接插入或直接選擇排序。
                  當(dāng)記錄規(guī)模較小時,直接插入排序較好;否則因為直接選擇移動的記錄數(shù)少于直接插人,應(yīng)選直接選擇排序為宜。
            (2)若文件初始狀態(tài)基本有序(指正序),則應(yīng)選用直接插人、冒泡或隨機(jī)的快速排序為宜;
            (3)若n較大,則應(yīng)采用時間復(fù)雜度為O(nlgn)的排序方法:快速排序、堆排序或
            歸并排序。
                 快速排序是目前基于比較的內(nèi)部排序中被認(rèn)為是最好的方法,當(dāng)待排序的關(guān)鍵字是隨機(jī)分布時,快速排序的平均時間最短;
                 堆排序所需的輔助空間少于快速排序,并且不會出現(xiàn)快速排序可能出現(xiàn)的最壞情況。這兩種排序都是不穩(wěn)定的。
                 若要求排序穩(wěn)定,則可選用歸并排序。但從單個記錄起進(jìn)行兩兩歸并的   排序算法并不值得提倡,通常可以將它和直接插入排序結(jié)合在一起使用。先利用直接插入排序求得較長的有序子文件,然后再兩兩歸并之。因為直接插入排序是穩(wěn)定 的,所以改進(jìn)后的歸并排序仍是穩(wěn)定的。

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            =========另一版=========================

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            選擇排序

            在要排序的一組數(shù)中,選出最小的一個數(shù)與第一個位置的數(shù)交換;
            然后在剩下的數(shù)當(dāng)中再找最小的與第二個位置的數(shù)交換,如此循環(huán)
            到倒數(shù)第二個數(shù)和最后一個數(shù)比較為止。

            選擇排序是不穩(wěn)定的。算法復(fù)雜度O(n2)--[n的平方]

            void select_sort(int *x, int n)
            {
            int i, j, min, t;

            for (i=0; i<n-1; i++) /*要選擇的次數(shù):0~n-2共n-1次*/
            {
               min = i; /*假設(shè)當(dāng)前下標(biāo)為i的數(shù)最小,比較后再調(diào)整*/
               for (j=i+1; j<n; j++)/*循環(huán)找出最小的數(shù)的下標(biāo)是哪個*/
               {
                if (*(x+j) < *(x+min))
                {   
                 min = j; /*如果后面的數(shù)比前面的小,則記下它的下標(biāo)*/
                }
               }  
              
               if (min != i) /*如果min在循環(huán)中改變了,就需要交換數(shù)據(jù)*/
               {
                t = *(x+i);
                *(x+i) = *(x+min);
                *(x+min) = t;
               }
            }
            }

            直接插入排序

            在要排序的一組數(shù)中,假設(shè)前面(n-1) [n>=2] 個數(shù)已經(jīng)是排
            好順序的,現(xiàn)在要把第n個數(shù)插到前面的有序數(shù)中,使得這n個數(shù)
            也是排好順序的。如此反復(fù)循環(huán),直到全部排好順序。

            直接插入排序是穩(wěn)定的。算法時間復(fù)雜度O(n2)--[n的平方]

            void insert_sort(int *x, int n)
            {
            int i, j, t;

            for (i=1; i<n; i++) /*要選擇的次數(shù):1~n-1共n-1次*/
            {
               /*
                暫存下標(biāo)為i的數(shù)。注意:下標(biāo)從1開始,原因就是開始時
                第一個數(shù)即下標(biāo)為0的數(shù),前面沒有任何數(shù),單單一個,認(rèn)為
                它是排好順序的。
               */
               t=*(x+i);
               for (j=i-1; j>=0 && t<*(x+j); j--) /*注意:j=i-1,j--,這里就是下標(biāo)為i的數(shù),在它前面有序列中找插入位置。*/
               {
                *(x+j+1) = *(x+j); /*如果滿足條件就往后挪。最壞的情況就是t比下標(biāo)為0的數(shù)都小,它要放在最前面,j==-1,退出循環(huán)*/
               }

               *(x+j+1) = t; /*找到下標(biāo)為i的數(shù)的放置位置*/
            }
            }

            冒泡排序

            在要排序的一組數(shù)中,對當(dāng)前還未排好序的范圍內(nèi)的全部數(shù),自上
            而下對相鄰的兩個數(shù)依次進(jìn)行比較和調(diào)整,讓較大的數(shù)往下沉,較
            小的往上冒。即:每當(dāng)兩相鄰的數(shù)比較后發(fā)現(xiàn)它們的排序與排序要
            求相反時,就將它們互換。

            下面是一種改進(jìn)的冒泡算法,它記錄了每一遍掃描后最后下沉數(shù)的
            位置k,這樣可以減少外層循環(huán)掃描的次數(shù)。

            冒泡排序是穩(wěn)定的。算法時間復(fù)雜度O(n2)--[n的平方]

            void bubble_sort(int *x, int n)
            {
            int j, k, h, t;
              
            for (h=n-1; h>0; h=k) /*循環(huán)到?jīng)]有比較范圍*/
            {
               for (j=0, k=0; j<h; j++) /*每次預(yù)置k=0,循環(huán)掃描后更新k*/
               {
                if (*(x+j) > *(x+j+1)) /*大的放在后面,小的放到前面*/
                {
                 t = *(x+j);
                 *(x+j) = *(x+j+1);
                 *(x+j+1) = t; /*完成交換*/
                 k = j; /*保存最后下沉的位置。這樣k后面的都是排序排好了的。*/
                }
               }
            }
            }


            希爾排序

            在直接插入排序算法中,每次插入一個數(shù),使有序序列只增加1個節(jié)點,
            并且對插入下一個數(shù)沒有提供任何幫助。如果比較相隔較遠(yuǎn)距離(稱為
            增量)的數(shù),使得數(shù)移動時能跨過多個元素,則進(jìn)行一次比較就可能消除
            多個元素交換。D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中實現(xiàn)
            了這一思想。算法先將要排序的一組數(shù)按某個增量d分成若干組,每組中
            記錄的下標(biāo)相差d.對每組中全部元素進(jìn)行排序,然后再用一個較小的增量
            對它進(jìn)行,在每組中再進(jìn)行排序。當(dāng)增量減到1時,整個要排序的數(shù)被分成
            一組,排序完成。

            下面的函數(shù)是一個希爾排序算法的一個實現(xiàn),初次取序列的一半為增量,
            以后每次減半,直到增量為1。

            希爾排序是不穩(wěn)定的。

            void shell_sort(int *x, int n)
            {
            int h, j, k, t;

            for (h=n/2; h>0; h=h/2) /*控制增量*/
            {
               for (j=h; j<n; j++) /*這個實際上就是上面的直接插入排序*/
               {
                t = *(x+j);
                for (k=j-h; (k>=0 && t<*(x+k)); k-=h)
                {
                 *(x+k+h) = *(x+k);
                }
                *(x+k+h) = t;
               }
            }
            }


            快速排序

            快速排序是對冒泡排序的一種本質(zhì)改進(jìn)。它的基本思想是通過一趟
            掃描后,使得排序序列的長度能大幅度地減少。在冒泡排序中,一次
            掃描只能確保最大數(shù)值的數(shù)移到正確位置,而待排序序列的長度可能只
            減少1。快速排序通過一趟掃描,就能確保某個數(shù)(以它為基準(zhǔn)點吧)
            的左邊各數(shù)都比它小,右邊各數(shù)都比它大。然后又用同樣的方法處理
            它左右兩邊的數(shù),直到基準(zhǔn)點的左右只有一個元素為止。它是由
            C.A.R.Hoare于1962年提出的。

            顯然快速排序可以用遞歸實現(xiàn),當(dāng)然也可以用棧化解遞歸實現(xiàn)。下面的
            函數(shù)是用遞歸實現(xiàn)的,有興趣的朋友可以改成非遞歸的。

            快速排序是不穩(wěn)定的。最理想情況算法時間復(fù)雜度O(nlog2n),最壞O(n2)

            void quick_sort(int *x, int low, int high)
            {
            int i, j, t;

            if (low < high) /*要排序的元素起止下標(biāo),保證小的放在左邊,大的放在右邊。這里以下標(biāo)為low的元素為基準(zhǔn)點*/
            {
               i = low;
               j = high;
               t = *(x+low); /*暫存基準(zhǔn)點的數(shù)*/

               while (i<j) /*循環(huán)掃描*/
               {
                while (i<j && *(x+j)>t) /*在右邊的只要比基準(zhǔn)點大仍放在右邊*/
                {
                 j--; /*前移一個位置*/
                }

                if (i<j)
                {
                 *(x+i) = *(x+j); /*上面的循環(huán)退出:即出現(xiàn)比基準(zhǔn)點小的數(shù),替換基準(zhǔn)點的數(shù)*/
                 i++; /*后移一個位置,并以此為基準(zhǔn)點*/
                }

                while (i<j && *(x+i)<=t) /*在左邊的只要小于等于基準(zhǔn)點仍放在左邊*/
                {
                 i++; /*后移一個位置*/
                }

                if (i<j)
                {
                 *(x+j) = *(x+i); /*上面的循環(huán)退出:即出現(xiàn)比基準(zhǔn)點大的數(shù),放到右邊*/
                 j--; /*前移一個位置*/
                }
               }

               *(x+i) = t; /*一遍掃描完后,放到適當(dāng)位置*/
               quick_sort(x,low,i-1);   /*對基準(zhǔn)點左邊的數(shù)再執(zhí)行快速排序*/
               quick_sort(x,i+1,high);   /*對基準(zhǔn)點右邊的數(shù)再執(zhí)行快速排序*/
            }
            }

            堆排序

            堆排序是一種樹形選擇排序,是對直接選擇排序的有效改進(jìn)。
            堆的定義如下:具有n個元素的序列(h1,h2,...,hn),當(dāng)且僅當(dāng)
            滿足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1)(i=1,2,...,n/2)
            時稱之為堆。在這里只討論滿足前者條件的堆。

            由堆的定義可以看出,堆頂元素(即第一個元素)必為最大項。完全二叉樹可以
            很直觀地表示堆的結(jié)構(gòu)。堆頂為根,其它為左子樹、右子樹。
            初始時把要排序的數(shù)的序列看作是一棵順序存儲的二叉樹,調(diào)整它們的存儲順序,
            使之成為一個堆,這時堆的根節(jié)點的數(shù)最大。然后將根節(jié)點與堆的最后一個節(jié)點
            交換。然后對前面(n-1)個數(shù)重新調(diào)整使之成為堆。依此類推,直到只有兩個節(jié)點
            的堆,并對它們作交換,最后得到有n個節(jié)點的有序序列。

            從算法描述來看,堆排序需要兩個過程,一是建立堆,二是堆頂與堆的最后一個元素
            交換位置。所以堆排序有兩個函數(shù)組成。一是建堆的滲透函數(shù),二是反復(fù)調(diào)用滲透函數(shù)
            實現(xiàn)排序的函數(shù)。

            堆排序是不穩(wěn)定的。算法時間復(fù)雜度O(nlog2n)。

            滲透建堆

            void sift(int *x, int n, int s)
            {
            int t, k, j;

            t = *(x+s); /*暫存開始元素*/
            k = s;   /*開始元素下標(biāo)*/
            j = 2*k + 1; /*右子樹元素下標(biāo)*/

            while (j<n)
            {
               if (j<n-1 && *(x+j) < *(x+j+1))/*判斷是否滿足堆的條件:滿足就繼續(xù)下一輪比較,否則調(diào)整。*/
               {
                j++;
               }

               if (t<*(x+j)) /*調(diào)整*/
               {
                *(x+k) = *(x+j);
                k = j; /*調(diào)整后,開始元素也隨之調(diào)整*/
                j = 2*k + 1;
               }
               else /*沒有需要調(diào)整了,已經(jīng)是個堆了,退出循環(huán)。*/
               {
                break;
               }
            }

            *(x+k) = t; /*開始元素放到它正確位置*/
            }

            堆排序

            void heap_sort(int *x, int n)
            {
            int i, k, t;
            int *p;

            for (i=n/2-1; i>=0; i--)
            {
               sift(x,n,i); /*初始建堆*/
            }

            for (k=n-1; k>=1; k--)
            {
               t = *(x+0); /*堆頂放到最后*/
               *(x+0) = *(x+k);
               *(x+k) = t;
               sift(x,k,0); /*剩下的數(shù)再建堆*/
            }
            }

            ===============================================================================
            void main()
            {
            #define MAX 4
            int *p, i, a[MAX];

            /*錄入測試數(shù)據(jù)*/
            p = a;
            printf("Input %d number for sorting :\n",MAX);
            for (i=0; i<MAX; i++)
            {
               scanf("%d",p++);
            }
            printf("\n");

            /*測試選擇排序*/


            p = a;
            select_sort(p,MAX);
            /**/


            /*測試直接插入排序*/

            /*
            p = a;
            insert_sort(p,MAX);
            */


            /*測試冒泡排序*/

            /*
            p = a;
            insert_sort(p,MAX);
            */

            /*測試快速排序*/

            /*
            p = a;
            quick_sort(p,0,MAX-1);
            */

            /*測試堆排序*/

            /*
            p = a;
            heap_sort(p,MAX);
            */

            for (p=a, i=0; i<MAX; i++)
            {
               printf("%d ",*p++);
            }

            printf("\n");
            system("pause");

            posted on 2011-03-12 22:50 Mike Song 閱讀(613) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

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