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排序 交换排序

时间:2014-09-29 16:21:01      阅读:350      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:数据结构 排序 交换排序 冒泡排序 快速排序

交换排序

思想:两两比较待排序记录的关键字,发现两个记录的次序相反时,即进行交换。

  1. 冒泡排序

    1).基本思想:将被排序的记录的关键字垂直排列,首先将第一个记录的关键字与第二个记录的关键字进行比较,若前者大于后者,则交换两个记录,然后比较第二个和第三个记录,以此类推,直到第n-1个记录与第n个记录的关键字比较为止。上述过程称为第一趟冒泡排序,其结果使得关键字最大的记录被安排在最后一个记录的位置上。然后进行第二趟冒牌排序,对前n-1个记录进行同样的排序,使得关键字次大的记录被安排在第n-1个记录的位置上。在冒泡的过程中,关键字较小的记录像水中的气泡一样逐渐向上漂浮,而关键字较大的记录好像石块逐渐向下下沉,每次有一块最大的石块沉到底。

    2)时间复杂度:On2

  • 代码实现:

/// <summary>

        /// 冒泡排序

        /// </summary>

        /// <paramname="arr"></param>

        ///<returns></returns>

        public static int[]bubbleSort(int[] arr)

        {

            for (int i = 0; i< arr.Length; i++)

            {

                for (int j =arr.Length-1; j >i; j--)

                {

                    if (arr[j]< arr[j - 1])

                    {

                        int t= arr[j];

                        arr[j]= arr[j - 1];

                        arr[j- 1] = t;

                    }

                }

            }

            return arr;

        }

        /// <summary>

        /// 优化冒泡排序

        /// </summary>

        /// <paramname="arr"></param>

        ///<returns></returns>

        public static int[]yhBubbleSort(int[] arr)

        {

            for (int i = 0; i< arr.Length; i++)

            {

                bool exchange= false;

                for (int j =arr.Length - 1; j > i; j--)

                {

                    if (arr[j]< arr[j - 1])

                    {

                        int t= arr[j];

                        arr[j]= arr[j - 1];

                        arr[j- 1] = t;

                       exchange = true;

                    }

                }

                if (!exchange)

                    break;

            }

            return arr;

        }

2.快速排序

    快速排序是一种分区交换排序。他采用了一种分治法策略,分治法的基本思想是:将原问题分解为若干个规模更小但结构与原问题相似的子问题。递归地解这些子问题,然后将这些子问题的解组合为原问题的解。快速排序时目前已知的平均速度最快的一种排序方法。

基本思想:从待排序的n个记录中任意选取一个记录Ri(通常选取序列中的第1个记录)作为标准,调整序列中各个记录的位置,使排在Ri前面的记录的关键字都小于Ri的关键字,排在Ri后面的记录的关键字都大于Ri的关键字,我们把这样一个过程称为一次快速排序。在第一次快速排序中,确定了所选的记录Ri最终在序列中的排序位置,同时也把剩余的记录分成了2个子序列。对2个子序列分别进行快速排序,又确定了2个记录在序列中应处的位置,并将剩余的记录分成4个子序列,如此往复下去,当各个子序列的长度为1时,全部记录排序完毕。

示例如下:

设置2个指示器,一个指示器low,指向顺序表的低端(第一个记录所在的位置),一个指示器high,指向书序表的高端(最后一个记录所在位置)。设置2个变量I,j,他们的初值为当前待排序子序列中第一个记录位置好low的下一条记录和最后一条记录的位置号high。将第一个记录作为标准放到临时变量pivot中,使它所占的位置腾空,然后从子序列的两端开始逐步向中间扫描,在扫描的过程中,变量ij代表当前扫描到左、右两端记录在序列中的位置号。

1)             从序列的左端扫描时,从序列的当前左端i处开始,将标准记录的关键字与Ri的关键字比较,若前者大于等于后者,令i=i+1,继续进行比较,直到i=j或者小于后者。

2)             在序列右端扫描时,从序列的当前右端开始,把标准记录的关键字与记录Rj的关键字比较,若前者小于等于后者,令j=j-1,继续比较,如此下去,直到标准记录的关键字大于Rj的关键字或i大于j(此时所有位置好大于j的记录的关键字都大于标准记录的关键字)。

3)             如果i小于j,交换位置ij的值。

上述过程反复交替执行,当ij时,扫描结束,j便为第1个记录在序列中应放置的位置。

         如图所示:

bubuko.com,布布扣

         在图中的排序过程中,首先从左向右移动,搜索大于标准值的第1个元素,i=4的位置所对应的元素80大于标准值70;从列表的右端开始,从右向左移动,搜索小于或等于标准值的第1个元素,这里i=10的位置所对应的元素45小于标准值;因为i<j,所以交换i=4i=10位置上的元素值。这样就完成了第一趟排序的第一次交换。接着继续第二次交换,第二次交换发生在i=6j=9的位置上,这时他们的值分别为9060,交换后的结果如果进行二次交换后的那一行所示;接着i继续移动,当i=7时所对应的元素值100大于标准值70i停止移动,j开始移动,当j移动到6的位置时,j小于i了,这时循环终止。交换标准值和j所在位置的值,完成一趟快速排序。

         快速排序的算法的执行时间取决于标准记录的选择。如果每次排序时,所选记录的关键字的值都是当前子序列的“中间数”,那么该记录的排序终止位置在该子序列的中间,这样就把原来的子序列分解成了两个长度基本相等的更小的子序列,在这种情况下,排序的速度最快。最好情况下快速排序的时间复杂度为Onlog2n

         另一种极端的情况是每次选取的记录的关键字都是当前子序列的“最小数”,那该记录的位置不变,它把原来的序列分成一个空序列和一个长度为原来序列长度减1的子序列,这种情况下时间复杂度为O(n2)。因此若原始记录列序列已“正序”排列,且每次选取的记录都是序列中的第1个记录,即序列中关键字最小的记录,此时,快速排序就变成了“慢速排序”。

         由此可见,快速排序时记录的选取是非常重要的,在一般情况下,序列中的各记录的关键字的分布是随机的,所以每次选取当前序列中的第1个记录不会影响算法的执行时间,因此算法的平均比较次数为Onlog2n)。

         快速排序是一种不稳定的排序方法。

    代码实现:

///<summary>

        /// 快排

        /// </summary>

        /// <paramname="arr"></param>

        /// <paramname="low"></param>

        /// <param name="high"></param>

        public static void fastSort( ref int[]arr,int low,int high)

        {

            if (low > high)

            {

                return;

            }

            int pivot = arr[low];

            int i = low + 1;

            int j = high;

            int temp;

            while (i < j)

            {

                while (i < j &&arr[i] <= pivot)

                {

                    i++;

                }

                while (j >= i &&arr[j] >= pivot)

                {

                    j--;

                }

                if (i < j)

                {

                    temp = arr[i];

                    arr[i] = arr[j];

                    arr[j] = temp;

                }

            }

            if (low < j)

            {

                temp = arr[low];

                arr[low] = arr[j];

                arr[j] = temp;

            }

            fastSort(ref arr, low, j - 1);

            fastSort(ref arr, j + 1, high);

        }




本文出自 “虎哥的博客” 博客,请务必保留此出处http://7613577.blog.51cto.com/7603577/1559294

排序 交换排序

标签:数据结构 排序 交换排序 冒泡排序 快速排序

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