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              三人行,必有我師焉

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          1 快速排序(QuickSort)

          快速排序是一個就地排序,分而治之,大規模遞歸的算法。從本質上來說,它是歸并排序的就地版本。快速排序可以由下面四步組成。

          (1) 如果不多于1個數據,直接返回。
          (2) 一般選擇序列最左邊的值作為支點數據。
          (3) 將序列分成2部分,一部分都大于支點數據,另外一部分都小于支點數據。
          (4) 對兩邊利用遞歸排序數列。

          快速排序比大部分排序算法都要快。盡管我們可以在某些特殊的情況下寫出比快速排序快的算法,但是就通常情況而言,沒有比它更快的了。快速排序是遞歸的,對于內存非常有限的機器來說,它不是一個好的選擇。 

          2 歸并排序(MergeSort)

          歸并排序先分解要排序的序列,從1分成2,2分成4,依次分解,當分解到只有1個一組的時候,就可以排序這些分組,然后依次合并回原來的序列中,這樣就可以排序所有數據。合并排序比堆排序稍微快一點,但是需要比堆排序多一倍的內存空間,因為它需要一個額外的數組。

          3 堆排序(HeapSort)

          堆排序適合于數據量非常大的場合(百萬數據)。

          堆排序不需要大量的遞歸或者多維的暫存數組。這對于數據量非常巨大的序列是合適的。比如超過數百萬條記錄,因為快速排序,歸并排序都使用遞歸來設計算法,在數據量非常大的時候,可能會發生堆棧溢出錯誤。

          堆排序會將所有的數據建成一個堆,最大的數據在堆頂,然后將堆頂數據和序列的最后一個數據交換。接下來再次重建堆,交換數據,依次下去,就可以排序所有的數據。

          4 Shell排序(ShellSort)

          Shell排序通過將數據分成不同的組,先對每一組進行排序,然后再對所有的元素進行一次插入排序,以減少數據交換和移動的次數。平均效率是O(nlogn)。其中分組的合理性會對算法產生重要的影響。現在多用D.E.Knuth的分組方法。

          Shell排序比冒泡排序快5倍,比插入排序大致快2倍。Shell排序比起QuickSort,MergeSort,HeapSort慢很多。但是它相對比較簡單,它適合于數據量在5000以下并且速度并不是特別重要的場合。它對于數據量較小的數列重復排序是非常好的。

          5 插入排序(InsertSort)

          插入排序通過把序列中的值插入一個已經排序好的序列中,直到該序列的結束。插入排序是對冒泡排序的改進。它比冒泡排序快2倍。一般不用在數據大于1000的場合下使用插入排序,或者重復排序超過200數據項的序列。

          6 冒泡排序(BubbleSort)

          冒泡排序是最慢的排序算法。在實際運用中它是效率最低的算法。它通過一趟又一趟地比較數組中的每一個元素,使較大的數據下沉,較小的數據上升。它是O(n^2)的算法。

          7 交換排序(ExchangeSort)和選擇排序(SelectSort)

          這兩種排序方法都是交換方法的排序算法,效率都是 O(n2)。在實際應用中處于和冒泡排序基本相同的地位。它們只是排序算法發展的初級階段,在實際中使用較少。

          8 基數排序(RadixSort)

          基數排序和通常的排序算法并不走同樣的路線。它是一種比較新穎的算法,但是它只能用于整數的排序,如果我們要把同樣的辦法運用到浮點數上,我們必須了解浮點數的存儲格式,并通過特殊的方式將浮點數映射到整數上,然后再映射回去,這是非常麻煩的事情,因此,它的使用同樣也不多。而且,最重要的是,這樣算法也需要較多的存儲空間。

          9 總結

          下面是一個總的表格,大致總結了我們常見的所有的排序算法的特點。
          排序法 平均時間最差情形穩定度額外空間備注
          冒泡 O(n2)  O(n2) 穩定O(1)n小時較好
          交換  O(n2)  O(n2)不穩定O(1)n小時較好
          選擇 O(n2) O(n2)不穩定O(1)n小時較好
          插入 O(n2) O(n2)穩定O(1)大部分已排序時較好
          基數O(logRB)O(logRB)穩定O(n)

          B是真數(0-9),

          R是基數(個十百)

          ShellO(nlogn)O(ns) 1<2不穩定O(1)s是所選分組
          快速O(nlogn)O(n2)不穩定O(nlogn)n大時較好
          歸并O(nlogn)O(nlogn)穩定O(1)n大時較好
          O(nlogn)O(nlogn)不穩定O(1)n大時較好

          posted on 2012-11-10 22:30 三人行,必有我師焉 閱讀(337) 評論(0)  編輯  收藏

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