交换排序和归并排序
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数据排序的方法
1. 冒泡排序:通过多次遍历数组,依次比较相邻的两个元素并交换位置,将最大(或最小)的元素逐渐冒泡至数组的一端。
2. 插入排序:将数组分为已排序和未排序两部分,依次将未排序部分的元素插入到
已排序部分的合适位置,使得已排序部分一直保持有序。
3. 选择排序:每次从未排序部分选出最大(或最小)的元素,放到已排序部分的末尾,直到未排序部分为空。
4. 归并排序:将数组分为若干个小部分,对每个小部分进行排序,然后再合并这些
有序小部分,直至整个数组有序。
5. 快速排序:通过选择一个基准元素,将数组分为小于基准和大于基准的两部分,
然后递归对这两部分进行排序。
6. 堆排序:将数组看作是一个完全二叉树,通过调整树的结构使得每个节点的值都
大于等于其子节点(大顶堆)或小于等于其子节点(小顶堆),然后逐个取出根节点得到
排序结果。
7. 希尔排序:对数组进行间隔分组,对每个分组进行插入排序,然后逐渐缩小间隔
直至1,最终进行一次插入排序。
8. 计数排序:统计数组中每个元素出现的次数,然后根据元素值的顺序将元素依次
放入结果数组。
9. 桶排序:将数组划分为若干个桶,根据元素的大小把元素放入相应的桶中,然后
再对每个桶中的元素进行排序,最后将所有桶中的元素依次放入结果数组。
10. 基数排序:按照元素的每一位进行排序,从低位到高位逐步稳定。
这些排序方法有各自的优缺点,适用于不同的数据特点和应用场景。
在实际应用中需
要根据具体情况选择合适的排序方法。
数字的大小排序数字的大小排序在我们的日常生活中经常会用到,不论是在数学领域,还是在实际应用中,都需要对数字按照大小进行排序。
本文将介绍几种常用的数字排序方法,以帮助读者更好地理解和应用数字排序算法。
一、冒泡排序冒泡排序是一种简单直观的排序算法,基本思想是通过比较相邻的两个数字,如果前一个数字大于后一个数字,则交换它们的位置,这样一轮比较下来,最大的数字会“冒泡”到数组的末尾。
重复这个过程,直到所有数字按照从小到大的顺序排列。
举个例子来说明冒泡排序的过程,假设我们有一个包含6个数字的数组:[5, 2, 8, 3, 1, 9]。
经过一轮冒泡比较后,数组变为[2, 5, 3, 1, 8, 9]。
接着再进行一轮冒泡比较,数组变为[2, 3, 1, 5, 8, 9]。
继续进行比较和交换,最终得到按照从小到大排序的数组:[1, 2, 3, 5, 8, 9]。
二、选择排序选择排序是一种简单但不稳定的排序算法,它的基本思想是每次从待排序的数字中选出最小的数字,放到已排序数字的末尾,直到所有数字按照从小到大的顺序排列。
以同样的例子来说明选择排序的过程,假设我们有一个包含6个数字的数组:[5, 2, 8, 3, 1, 9]。
首先,找到数组中最小的数字1,并将其与数组的第一个数字5交换位置,此时数组变为[1, 2, 8, 3, 5, 9]。
接着,在剩下的数字中,找到最小的数字2,并将其与数组的第二个数字8交换位置,此时数组变为[1, 2, 8, 3, 5, 9]。
继续进行比较和交换,最终得到按照从小到大排序的数组:[1, 2, 3, 5, 8, 9]。
三、插入排序插入排序是一种简单且稳定的排序算法,适用于小规模的数字排序。
它的基本思想是从待排序的数字中逐个取出数字,并将其插入到已排序数字的合适位置,直到所有数字按照从小到大的顺序排列。
继续以同样的例子来说明插入排序的过程,假设我们有一个包含6个数字的数组:[5, 2, 8, 3, 1, 9]。
C语⾔⼋⼤排序算法C语⾔⼋⼤排序算法,附动图和详细代码解释!来源:C语⾔与程序设计、⽵⾬听闲等⼀前⾔如果说各种编程语⾔是程序员的招式,那么数据结构和算法就相当于程序员的内功。
想写出精炼、优秀的代码,不通过不断的锤炼,是很难做到的。
⼆⼋⼤排序算法排序算法作为数据结构的重要部分,系统地学习⼀下是很有必要的。
1、排序的概念排序是计算机内经常进⾏的⼀种操作,其⽬的是将⼀组“⽆序”的记录序列调整为“有序”的记录序列。
排序分为内部排序和外部排序。
若整个排序过程不需要访问外存便能完成,则称此类排序问题为内部排序。
反之,若参加排序的记录数量很⼤,整个序列的排序过程不可能在内存中完成,则称此类排序问题为外部排序。
2、排序分类⼋⼤排序算法均属于内部排序。
如果按照策略来分类,⼤致可分为:交换排序、插⼊排序、选择排序、归并排序和基数排序。
如下图所⽰:3、算法分析1.插⼊排序*直接插⼊排序*希尔排序2.选择排序*简单选择排序*堆排序3.交换排序*冒泡排序*快速排序4.归并排序5.基数排序不稳定排序:简单选择排序,快速排序,希尔排序,堆排序稳定排序:冒泡排序,直接插⼊排序,归并排序,奇数排序1、插⼊排序将第⼀个和第⼆个元素排好序,然后将第3个元素插⼊到已经排好序的元素中,依次类推(插⼊排序最好的情况就是数组已经有序了)因为插⼊排序每次只能操作⼀个元素,效率低。
元素个数N,取奇数k=N/2,将下标差值为k的数分为⼀组(⼀组元素个数看总元素个数决定),在组内构成有序序列,再取k=k/2,将下标差值为k的数分为⼀组,构成有序序列,直到k=1,然后再进⾏直接插⼊排序。
3、简单选择排序选出最⼩的数和第⼀个数交换,再在剩余的数中⼜选择最⼩的和第⼆个数交换,依次类推4、堆排序以升序排序为例,利⽤⼩根堆的性质(堆顶元素最⼩)不断输出最⼩元素,直到堆中没有元素1.构建⼩根堆2.输出堆顶元素3.将堆低元素放⼀个到堆顶,再重新构造成⼩根堆,再输出堆顶元素,以此类推5、冒泡排序改进1:如果某次冒泡不存在数据交换,则说明已经排序好了,可以直接退出排序改进2:头尾进⾏冒泡,每次把最⼤的沉底,最⼩的浮上去,两边往中间靠16、快速排序选择⼀个基准元素,⽐基准元素⼩的放基准元素的前⾯,⽐基准元素⼤的放基准元素的后⾯,这种动作叫分区,每次分区都把⼀个数列分成了两部分,每次分区都使得⼀个数字有序,然后将基准元素前⾯部分和后⾯部分继续分区,⼀直分区直到分区的区间中只有⼀个元素的时候,⼀个元素的序列肯定是有序的嘛,所以最后⼀个升序的序列就完成啦。
排序有哪几种方法排序是计算机科学中非常重要的概念之一,它指的是将一组元素按照某种规则进行重新排列的过程。
排序算法可以分为多种类型,包括插入排序、交换排序、选择排序、归并排序、快速排序、堆排序、计数排序、桶排序、基数排序等。
下面我将详细介绍每种排序方法的原理、特点和应用场景。
1. 插入排序(Insertion Sort)插入排序是一种简单且直观的排序算法。
它的原理是将一个未排序的元素逐个地插入到已排序的部分中,最终形成一个完全有序的序列。
具体操作是从第二个元素开始,将其与前面已排序的元素逐个比较并插入到正确的位置。
插入排序的时间复杂度为O(n^2),适用于小规模或部分有序的序列。
2. 交换排序(Exchange Sort)交换排序包括冒泡排序和快速排序。
冒泡排序(Bubble Sort)的原理是从头到尾依次比较相邻的两个元素,如果顺序不对则交换位置,一轮下来可以将最大的元素移动到末尾。
快速排序(Quick Sort)使用了分治的思想,通过选择一个基准元素将序列分成左右两部分,左边的元素都小于该基准值,右边的元素都大于该基准值,然后递归地对左右两部分进行快速排序。
交换排序的平均时间复杂度为O(nlogn),适合用于排序大规模随机数据。
3. 选择排序(Selection Sort)选择排序的原理很简单:每一次从未排序的部分中选择最小(或最大)的元素,放到已排序部分的末尾。
具体操作是通过不断找到最小元素的索引,然后将其与第一个未排序元素交换,如此循环直到所有元素都被排序。
选择排序的时间复杂度为O(n^2),适用于简单的排序需求。
4. 归并排序(Merge Sort)归并排序采用了分治的思想,将一个序列递归地分成两个子序列,直到每个子序列只有一个元素,然后将两个有序的子序列合并成一个有序的序列。
具体操作是比较两个子序列的第一个元素,将较小的元素放入结果序列,然后再比较较小元素所在子序列的下一个元素与另一个子序列的第一个元素,直到所有元素都被放入结果序列。
三个数怎么比较排序的方法三个数的比较排序方法有许多,下面我会详细介绍其中一些常用的方法,包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序和堆排序。
1. 冒泡排序:冒泡排序是最简单的排序算法之一。
它通过多次比较并交换相邻的两个元素来进行排序。
具体步骤如下:- 从第一个数开始,依次与后面的数进行比较,如果当前数比后面的数大,则交换它们的位置。
- 每完成一次遍历,最大的数就会“冒泡”到最后的位置。
- 重复上述步骤,但是每次比较的范围减一,直到所有数都被排序。
2. 选择排序:选择排序思路简单,每次通过找出最小的数,并将其与未排序部分的第一个数交换位置来进行排序。
具体步骤如下:- 遍历未排序部分,找到最小的数,并记录其下标。
- 将最小的数与未排序部分的第一个数交换位置。
- 重复上述步骤,但是每次比较的范围减一,直到所有数都被排序。
3. 插入排序:插入排序将待排序的数插入到已排序部分的合适位置。
具体步骤如下:- 从第二个数开始,与前面的已排序部分进行比较,找到合适的位置。
- 如果当前数比前面的数小,则将前面的数后移一位,直到找到合适的位置。
- 将当前数插入到找到的位置。
- 重复上述步骤,直到所有数都被排序。
4. 快速排序:快速排序是一种高效的排序算法。
它通过把数组分成两部分,并对这两部分分别进行排序来实现排序的目的。
具体步骤如下:- 选择一个基准数,可以是数组中的任意一个数。
- 将数组分成小于基准数的部分和大于基准数的部分。
- 递归地对两部分分别进行排序。
- 合并两部分,得到最终排序结果。
5. 归并排序:归并排序是一种稳定的排序算法,它使用分治的思想,将数组分成多个子数组,然后合并这些子数组以获得排序结果。
具体步骤如下:- 将数组分成两个部分,分别对这两个部分进行排序。
- 合并两个排序好的部分,得到一个排序好的数组。
- 对合并后的数组重复上述步骤,直到所有子数组都被合并。
6. 堆排序:堆排序是一种基于完全二叉堆的排序算法。
排序的基本操作
排序的基本操作包括:
1. 比较:将两个元素进行比较,确定它们的相对顺序。
2. 交换:如果两个元素的顺序不符合要求,则交换它们的位置。
3. 插入:将一个元素插入到已排序的部分中,使得整个序列仍然保持有序。
4. 移动:移动元素的位置,以腾出空间来插入新的元素。
5. 归并:将两个有序的序列合并为一个有序的序列,通常用于归并排序。
6. 分割:将一个序列分割为较小的序列,进行递归排序,通常用于快速排序。
7. 选择:从未排序的序列中选择最小(或最大)的元素,并放到已排序的序列末尾(或开头)。
8. 冒泡:依次比较相邻的两个元素,将较大(或较小)的元素向后(或向前)冒泡至正确的位置。
9. 堆化:将一个无序的序列转换为最大(或最小)堆的形式,通常用于堆排序。
10. 递归:将一个问题拆分为更小规模的子问题,并通过递归
求解子问题来解决原问题,用于归并排序和快速排序等等。
这些基本操作可以用于实现各种排序算法,如冒泡排序、插入排序、选择排序、归并排序、快速排序、堆排序等。
不同的排序算法之间主要就是这些基本操作的顺序和组合方式的不同。
五种常见的排序方法在计算机科学中,排序是一种非常重要的操作,它可以将一组数据按照一定的顺序排列。
排序算法是计算机科学中最基本的算法之一,它的应用范围非常广泛,例如数据库查询、数据压缩、图像处理等。
本文将介绍五种常见的排序算法,包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。
一、冒泡排序冒泡排序是一种简单的排序算法,它的基本思想是将相邻的元素两两比较,如果前面的元素大于后面的元素,则交换它们的位置,一遍下来可以将最大的元素放在最后面。
重复这个过程,每次都可以确定一个最大的元素,直到所有的元素都排好序为止。
冒泡排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。
二、选择排序选择排序是一种简单的排序算法,它的基本思想是每次从未排序的元素中选择最小的元素,将它放到已排序的元素的末尾。
重复这个过程,直到所有的元素都排好序为止。
选择排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。
三、插入排序插入排序是一种简单的排序算法,它的基本思想是将一个元素插入到已排序的元素中,使得插入后的序列仍然有序。
重复这个过程,直到所有的元素都排好序为止。
插入排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。
四、快速排序快速排序是一种高效的排序算法,它的基本思想是选择一个基准元素,将序列分成两个子序列,其中一个子序列的所有元素都小于基准元素,另一个子序列的所有元素都大于基准元素。
然后递归地对这两个子序列进行排序。
快速排序的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(logn)。
五、归并排序归并排序是一种高效的排序算法,它的基本思想是将序列分成两个子序列,然后递归地对这两个子序列进行排序,最后将这两个有序的子序列合并成一个有序的序列。
归并排序的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(n)。
总结在实际的应用中,选择合适的排序算法非常重要,不同的排序算法有不同的优劣势。
冒泡排序、选择排序和插入排序是三种简单的排序算法,它们的时间复杂度都为O(n^2),在处理小规模的数据时比较适用。
排序(sort)或分类所谓排序,就是要整理文件中的记录,使之按关键字递增(或递减)次序排列起来。
其确切定义如下:输入:n个记录R1,R2,…,R n,其相应的关键字分别为K1,K2,…,K n。
输出:R il,R i2,…,R in,使得K i1≤K i2≤…≤K in。
(或K i1≥K i2≥…≥K in)。
1.被排序对象--文件被排序的对象--文件由一组记录组成。
记录则由若干个数据项(或域)组成。
其中有一项可用来标识一个记录,称为关键字项。
该数据项的值称为关键字(Key)。
注意:在不易产生混淆时,将关键字项简称为关键字。
2.排序运算的依据--关键字用来作排序运算依据的关键字,可以是数字类型,也可以是字符类型。
关键字的选取应根据问题的要求而定。
【例】在高考成绩统计中将每个考生作为一个记录。
每条记录包含准考证号、姓名、各科的分数和总分数等项内容。
若要惟一地标识一个考生的记录,则必须用"准考证号"作为关键字。
若要按照考生的总分数排名次,则需用"总分数"作为关键字。
排序的稳定性当待排序记录的关键字均不相同时,排序结果是惟一的,否则排序结果不唯一。
在待排序的文件中,若存在多个关键字相同的记录,经过排序后这些具有相同关键字的记录之间的相对次序保持不变,该排序方法是稳定的;若具有相同关键字的记录之间的相对次序发生变化,则称这种排序方法是不稳定的。
注意:排序算法的稳定性是针对所有输入实例而言的。
即在所有可能的输入实例中,只要有一个实例使得算法不满足稳定性要求,则该排序算法就是不稳定的。
排序方法的分类1.按是否涉及数据的内、外存交换分在排序过程中,若整个文件都是放在内存中处理,排序时不涉及数据的内、外存交换,则称之为内部排序(简称内排序);反之,若排序过程中要进行数据的内、外存交换,则称之为外部排序。
注意:①内排序适用于记录个数不很多的小文件②外排序则适用于记录个数太多,不能一次将其全部记录放人内存的大文件。
1、交换排序1)气泡排序(bubble sorting)也是一种简单排序方法,T(n)=O(n2)算法:A[n],第一次排序区间为A[0]~A[n-1],第二次排序区间为A[1]~A[n-1,]…,最后一次排序区间为A[n-2]~A[n-1],每次排序轻者上浮,即排序区间最小者交换到排序区间的第一个位置,经n-1次排序。
完成排序过程。
Example 1#include<iostream>using namespace std;struct ET{int x;};void select(ET A[],int n){ET e;for(int i=0;i<n-1;i++){for(int j=i+1;j<n;j++){if(A[i].x>A[j].x){e=A[i];A[i]=A[j];A[j]=e;}}}}void display(ET a[],int n){for(int i=0;i<n;i++){cout<<a[i].x<<" ";}cout<<"\n";}void main(){ET a[10];/* a[0].x=100;a[1].x=20;a[2].x=15;a[3].x=50;a[4].x=200;a[5].x=80;a[6].x=300;a[7].x=10; */for(int i=0;i<10;i++){a[i].x=rand()/100;}cout<<"\n===========排序前====================\n\n";display(a,10);cout<<"\n===========排序后====================\n\n";select(a,10);display(a,10);cout<<endl;}Examplae 2#include<iostream>using namespace std; struct ET{int no;char* name;char* sex;double score;};void insertSort(ET A[],int n) {ET x;for(int i=0;i<n;i++){for(int j=i+1;j<n;j++){if(A[i].no>A[j].no){x=A[i];A[i]=A[j];A[j]=x;}}}}void insertSort1(ET A[],int n) {ET x;for(int i=0;i<n;i++){for(int j=i+1;j<n;j++){if(A[i].score>A[j].score){x=A[i];A[i]=A[j];A[j]=x;}}}}void display(ET e[8]){ for(int i=0;i<8;i++){cout.width(6);cout<<e[i].no<<" ";cout.width(12);cout<<e[i].name<<" ";cout.width(6);cout<<e[i].sex<<" ";cout.width(6);cout<<e[i].score<<endl;}}void main(){ET a[8];a[0].no=36;a[0].name="Bill Gates";a[0].sex="男";a[0].score=100;a[1].no=25;a[1].name="FF Gates";a[1].sex="女";a[1].score=98;a[2].no=48;a[2].name="Lucy Gates";a[2].sex="男";a[2].score=77;a[3].no=12;a[3].name="Jack Gates";a[3].sex="男";a[3].score=88;a[4].no=65;a[4].name="GG Gates";a[4].sex="女";a[4].score=66;a[5].no=43;a[5].name="BB Gates";a[5].sex="男"; a[5].score=99;a[6].no=20;a[6].name="KK Gates";a[6].sex="男";a[6].score=78;a[7].no=58;a[7].name="PP Gates";a[7].sex="男";a[7].score=99;cout<<"\n========排序前========================\n\n"; display(a);insertSort(a,8);cout<<"\n========排序后(按学号排序)==============\n\n"; display(a);insertSort1(a,8);cout<<"\n========排序后(按学分排序)==============\n\n"; display(a);}2)快速排序(quick sorting)(不稳定算法)是目前所有排序方法中速度最快的排序方法(但逼简单排序方法多占用n个栈空间)。
在最好的和一般的情况下,T(n)=O(nlog2n),但在最坏的情况下(原排序对象已经有序),T(n)=O(n2),与简单排序方法相当,且多占用n个栈空间,从而成为最差的排序方法。
所以,为了避免这种情况发生,1是实现判断,如果是这种情况,采用其它排序方法,2改进快速排序方法。
算法:在排序区间最后一个元素后边放一个“岗哨”;每次以待排序区间的第一个元素为基准元素,分成2个区间,前边的区间的元素值都小于基准元素,后边的区间的元素都大于基准元素,递归上边的过程,使得每个区间只有一个元素,排序完成。
A={45,53,18,36,72,30,48,93,15,36}[45,53,18,36,72,30,48,93,15,36]i j[45,36,18,36,72,30,48,93,15,53]i j[45,36,18,36,15,30,48,93,72,53] (i>j)j i[30,36,18,36,15],45,[48,93,72,53] (交换A[s]和A[j]) …………[15, 18, 36, 36, 45, 48, 53, 72, 93 ]Example 1#include<iostream>using namespace std;struct ET{int xx;};void quickSort(ET A[],int s,int t) {int i=s,j=t;ET x=A[s];do{do{i++;}while(A[i].xx<x.xx);do{j--;}while(A[j].xx>x.xx);if(i<j){ET temp=A[i];A[i]=A[j];A[j]=temp;}}while(i<j);A[s]=A[j];A[j]=x;if(s<j-1)quickSort(A,s,j);if(j+1<t)quickSort(A,j+1,t); }void display(ET s[],int n){for(int i=0;i<n;i++){cout.width(6);cout<<s[i].xx;}cout<<endl;}int posistion(ET a[],int first,int end) {int i=first;int j=end;ET x;while(i<j){while(i<j&&a[i].xx<=a[j].xx){i++;}while(i<j&&a[i].xx<=a[j].xx){j--;}if(i<j){x=a[i];a[i]=a[j];a[j]=x;}}return i;}void quickSort1(ET A[],int first,int end){if(first>end){return;}else{int p=posistion(A,first,end);quickSort1(A,first,p-1);quickSort1(A,p+1,end);}}void _print(char* s){cout<<"\n=============="<<s<<"==================\n"; }void main(){ET a[10];a[0].xx=100;a[1].xx=30;a[2].xx=300;a[3].xx=20;a[4].xx=100;a[5].xx=50;a[6].xx=100;a[7].xx=30;a[8].xx=100;a[9].xx=10;/*for(int i=0;i<10;i++){a[i].xx=rand()/100;}*/_print("排序前");display(a,10);_print("排序后");quickSort1(a,0,10);//quickSort(a,0,10);display(a,10);}Example 2#include<iostream>using namespace std;struct ST{int no;char* name;char* sex;int score;};void display(ST s[],int n){for(int i=0;i<n;i++){cout.width(3);cout<<s[i].no;cout.width(15);cout<<s[i].name;cout.width(5);cout<<s[i].sex;cout.width(6);cout<<s[i].score<<endl;}cout<<endl;}int posistion(ST a[],int first,int end) {int i=first;int j=end;ST x;while(i<j){while(i<j&&a[i].no<=a[j].no){i++;}while(i<j&&a[i].no<=a[j].no){j--;}if(i<j){x=a[i];a[i]=a[j];a[j]=x;}}return i;}void quickSort1(ST A[],int first,int end)if(first>end){return;}else{int p=posistion(A,first,end);quickSort1(A,first,p-1);quickSort1(A,p+1,end);}}int posistion2(ST a[],int first,int end){int i=first;int j=end;ST x;while(i<j){while(i<j&&a[i].score<=a[j].score){i++;}while(i<j&&a[i].score<=a[j].score){j--;}if(i<j){x=a[i];a[i]=a[j];a[j]=x;}}return i;}void quickSort2(ST A[],int first,int end){if(first>end){return;}else{int p=posistion2(A,first,end);quickSort2(A,first,p-1);quickSort2(A,p+1,end);}}void _print(char* s){cout<<"\n=============="<<s<<"==================\n";}void main(){ST a[8];a[0].no=100; a[0].name="Bill Gates"; a[0].sex="男"; a[0].score=100; a[1].no=21; a[1].name="FF Gates"; a[1].sex="女"; a[1].score=98; a[2].no=34; a[2].name="Lucy Gates"; a[2].sex="男"; a[2].score=77; a[3].no=56; a[3].name="Jack Gates"; a[3].sex="男"; a[3].score=88; a[4].no=12; a[4].name="GG Gates"; a[4].sex="女"; a[4].score=66; a[5].no=35; a[5].name="BB Gates"; a[5].sex="男"; a[5].score=99; a[6].no=11; a[6].name="KK Gates"; a[6].sex="男"; a[6].score=78; a[7].no=9; a[7].name="PP Gates"; a[7].sex="男"; a[7].score=99; _print("排序前");display(a,8);_print("按学号排序");quickSort1(a,0,8);display(a,8);_print("按学分排序");quickSort2(a,0,8);display(a,8);}2、归并排序(Merge Sorting)(稳定排序)二路归并排序:首先把排序区间A[0]~A[n-1]中的每一个元素看成是一个有序表,接着两两归并,等到新的有序表,如此进行,最后得到一个有序表,排序完成。