十大排序算法
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数据结构最基础的十大算法数据结构是计算机科学中的重要分支,它研究如何组织和存储数据以便于访问和修改。
在数据结构中,算法是解决问题的关键。
下面将介绍数据结构中最基础的十大算法。
1. 线性搜索算法线性搜索算法是最简单的算法之一,它的作用是在一个列表中查找一个特定的元素。
该算法的时间复杂度为O(n),其中n是列表中元素的数量。
2. 二分搜索算法二分搜索算法是一种更高效的搜索算法,它的时间复杂度为O(log n)。
该算法要求列表必须是有序的,它通过将列表分成两半来查找元素,直到找到目标元素为止。
3. 冒泡排序算法冒泡排序算法是一种简单的排序算法,它的时间复杂度为O(n^2)。
该算法通过比较相邻的元素并交换它们的位置来排序列表。
4. 快速排序算法快速排序算法是一种更高效的排序算法,它的时间复杂度为O(nlog n)。
该算法通过选择一个基准元素并将列表分成两部分来排序列表。
5. 插入排序算法插入排序算法是一种简单的排序算法,它的时间复杂度为O(n^2)。
该算法通过将每个元素插入到已排序的列表中来排序列表。
6. 选择排序算法选择排序算法是一种简单的排序算法,它的时间复杂度为O(n^2)。
该算法通过选择最小的元素并将其放在列表的开头来排序列表。
7. 堆排序算法堆排序算法是一种更高效的排序算法,它的时间复杂度为O(n log n)。
该算法通过将列表转换为堆并进行排序来排序列表。
8. 归并排序算法归并排序算法是一种更高效的排序算法,它的时间复杂度为O(n log n)。
该算法通过将列表分成两部分并将它们合并来排序列表。
9. 哈希表算法哈希表算法是一种高效的数据结构,它的时间复杂度为O(1)。
该算法通过将键映射到哈希表中的位置来存储和访问值。
10. 树算法树算法是一种重要的数据结构,它的时间复杂度取决于树的深度。
树算法包括二叉树、AVL树、红黑树等。
以上是数据结构中最基础的十大算法,它们在计算机科学中有着广泛的应用。
⼗⼤经典排序算法总结最近⼏天在研究算法,将⼏种排序算法整理了⼀下,便于对这些排序算法进⾏⽐较,若有错误的地⽅,还请⼤家指正0、排序算法说明0.1 排序术语稳定:如果a=b,且a原本排在b前⾯,排序之后a仍排在b的前⾯不稳定:如果a=b,且a原本排在b前⾯,排序之后排在b的后⾯时间复杂度:⼀个算法执⾏所耗费的时间空间复杂度:⼀个算法执⾏完所需内存的⼤⼩内排序:所有排序操作都在内存中完成外排序:由于数据太⼤,因此把数据放在磁盘中,⽽排序通过磁盘和内存的数据传输才能进⾏0.2算法时间复杂度、空间复杂度⽐较0.3名词解释n:数据规模k:桶的个数In-place:占⽤常数内存,不占⽤额外内存Out-place:占⽤额外内存0.4算法分类1.冒泡排序冒泡排序是⼀种简单的排序算法。
它重复地⾛访过要排序的数列,⼀次⽐较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。
⾛访数列的⼯作是重复地进⾏直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越⼩的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端1.1算法描述⽐较相邻的元素,如果前⼀个⽐后⼀个打,就交换对每⼀对相邻元素做同样的⼯作,从开始第⼀对到结尾最后⼀对,这样在最后的元素应该会是最⼤的数针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后⼀个重复步骤1-3,知道排序完成1.2动图演⽰1.3代码实现public static int[] bubbleSort(int[] array) {if (array.length == 0)return array;for (int i = 0; i < array.length; i++)for (int j = 0; j < array.length - 1 - i; j++)if (array[j + 1] < array[j]) {int temp = array[j + 1];array[j + 1] = array[j];array[j] = temp;}return array;}1.4算法分析最佳情况:T(n) = O(n) 最差情况:T(n) = O(n2) 平均情况:T(n) = O(n2)2.选择排序表现简单直观的最稳定的排序算法之⼀,因为⽆论什么数据都是O(n2)的时间复杂度,⾸先在未排序序列中找到最⼩(⼤)元素,与数组中第⼀个元素交换位置,作为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(⼤)的元素,与数组中的下⼀个元素交换位置,也就是放在已排序序列的末尾2.1算法描述1.初始状态:⽆序区为R[1..n],有序区为空2.第i躺排序开始时,当前有序区和⽆序区R[1..i-1]、R[i..n]3.n-1趟结束,数组有序化2.2动图演⽰2.3代码实现public static int[] selectionSort(int[] array) {if (array.length == 0)return array;for (int i = 0; i < array.length; i++) {int minIndex = i;for (int j = i; j < array.length; j++) {if (array[j] < array[minIndex]) //找到最⼩的数minIndex = j; //将最⼩数的索引保存}int temp = array[minIndex];array[minIndex] = array[i];array[i] = temp;}return array;}2.4算法分析最佳情况:T(n) = O(n2) 最差情况:T(n) = O(n2) 平均情况:T(n) = O(n2)3、插⼊排序是⼀种简单直观的排序算法,通过构建有序序列,对于未排序序列,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插⼊,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素腾出插⼊空间3.1算法描述1.从第⼀个元素开始,该元素可以认为已经被排序2.取出下⼀个元素(h),在已排序的元素序列中从后往前扫描3.如果当前元素⼤于h,将当前元素移到下⼀位置4.重复步骤3,直到找到已排序的元素⼩于等于h的位置5.将h插⼊到该位置6.重复步骤2-53.2动图演⽰3.3代码实现public static int[] insertionSort(int[] array) {if (array.length == 0)return array;int current;for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {current = array[i + 1];int preIndex = i;while (preIndex >= 0 && current < array[preIndex]) {array[preIndex + 1] = array[preIndex];preIndex--;}array[preIndex + 1] = current;}return array;}3.4算法分析最佳情况:T(n) = O(n) 最坏情况:T(n) = O(n2) 平均情况:T(n) = O(n2)4、希尔排序是简单插⼊排序经过改进之后的⼀个更⾼效的版本,也称为缩⼩增量排序,同时该算法是冲破O(n2)的第⼀批算法之⼀。
常用排序算法分析比较排序算法是计算机科学中的基本概念之一,它主要用于对一组元素进行排序,使得这些元素按照某种规则有序排列。
常见的排序算法包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等等,这些算法都有自己的特点和适用场景,下面针对这些排序算法进行分析比较。
1.冒泡排序冒泡排序是一种简单的排序算法,它的主要思想是依次比较相邻的两个元素,如果它们的顺序不对就交换它们的位置,可以保证每次循环后最后一个元素是已经排序好的。
冒泡排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。
2.插入排序插入排序是一种稳定的排序算法,它的基本思想是将待排序的数据分为两个区间,已排序区间和未排序区间,在未排序区间内遍历,将每个元素插入到已排序区间的合适位置。
插入排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。
3.选择排序选择排序是一种比较简单的排序算法,它的主要思想是通过不断选择未排序区间内的最小值,然后和未排序区间的第一个元素交换位置,以此类推,直到排序完毕。
选择排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。
4.快速排序快速排序是一种经典的排序算法,它的思想是采用分治的思想,将序列分为左右两个子序列,通过递归的方式对左右两个子序列进行快速排序,最后合并两个排好序的子序列。
快速排序的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(logn)。
5.归并排序归并排序是一种稳定的排序算法,它的基本思想是采用分治的思想,将序列分为左右两个子序列,通过递归的方式对左右两个子序列进行排序,最后将两个排好序的子序列合并成一个有序序列。
归并排序的时间复杂度为O(nlogn),空间复杂度为O(n)。
通过比较以上五种排序算法,可以发现每种算法都有自己的特点和适用场景,对于元素数量较少的情况下,可以选择冒泡排序、插入排序或选择排序,这些算法思路简单易懂,实现也比较容易;对于大规模数据排序,可以选择归并排序或快速排序,因为它们的时间复杂度比较优秀。
学习编程的十大经典算法学习编程是现代社会中一个非常重要的技能,而掌握经典算法是成为一个优秀的程序员的必备条件之一。
下面将介绍十大经典算法,详细解释它们的原理和应用。
1. 二分查找算法(Binary Search)二分查找算法是一种在有序数组中快速查找特定元素的算法。
它将查找范围不断缩小一半,直到找到目标元素或确定目标元素不存在。
二分查找算法的时间复杂度为O(log n)。
2. 冒泡排序算法(Bubble Sort)冒泡排序算法是一种简单但效率较低的排序算法。
它通过多次遍历数组,将相邻的元素进行比较并交换位置,使得较大(或较小)的元素逐渐移动到数组的末尾。
冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。
3. 快速排序算法(Quick Sort)快速排序算法是一种高效的排序算法。
它通过选择一个基准元素,将数组分为左右两个子数组,并对子数组进行递归排序。
快速排序算法的时间复杂度为O(n log n),在大多数情况下具有较好的性能。
4. 归并排序算法(Merge Sort)归并排序算法是一种分治思想的排序算法。
它将数组一分为二,递归地对子数组进行排序,然后将排好序的子数组合并成一个有序的数组。
归并排序算法的时间复杂度为O(n log n),稳定且适用于大规模数据的排序。
5. 插入排序算法(Insertion Sort)插入排序算法是一种简单且稳定的排序算法。
它通过将未排序的元素逐个插入已排序的序列中,以达到整体有序的目的。
插入排序的时间复杂度为O(n^2),但对于小规模数据或基本有序的数组,插入排序具有较好的性能。
6. 选择排序算法(Selection Sort)选择排序算法是一种简单但效率较低的排序算法。
它通过多次遍历数组,选择出最小(或最大)的元素,并放置到已排序的序列中。
选择排序的时间复杂度为O(n^2),但它适用于小规模数据或交换成本较高的情况。
7. 堆排序算法(Heap Sort)堆排序算法是一种高效的排序算法。
排序算法十大经典方法
排序算法是计算机科学中的经典问题之一,它们用于将一组元素按照一定规则排序。
以下是十大经典排序算法:
1. 冒泡排序:比较相邻元素并交换,每一轮将最大的元素移动到最后。
2. 选择排序:每一轮选出未排序部分中最小的元素,并将其放在已排序部分的末尾。
3. 插入排序:将未排序部分的第一个元素插入到已排序部分的合适位置。
4. 希尔排序:改进的插入排序,将数据分组排序,最终合并排序。
5. 归并排序:将序列拆分成子序列,分别排序后合并,递归完成。
6. 快速排序:选定一个基准值,将小于基准值的元素放在左边,大于基准值的元素放在右边,递归排序。
7. 堆排序:将序列构建成一个堆,然后一次将堆顶元素取出并调整堆。
8. 计数排序:统计每个元素出现的次数,再按照元素大小输出。
9. 桶排序:将数据分到一个或多个桶中,对每个桶进行排序,最后输出。
10. 基数排序:按照元素的位数从低到高进行排序,每次排序只考虑一位。
以上是十大经典排序算法,每个算法都有其优缺点和适用场景,选择合适的算法可以提高排序效率。
「⼲货」编程语⾔⼗⼤经典算法,你知道⼏个?算法与数据结构是计算机学习路上的内功⼼法,也是学好编程语⾔的重要基础。
今天给⼤家介绍⼀下⼗⼤经典算法。
⼗⼤经典算法分别是:冒泡排序,插⼊排序,选择排序,希尔排序,快速排序,归并排序,桶排序,堆排序,计数排序,基数排序。
预备知识:算法稳定性如果a==b,排序前a在b的前⾯,排序后a在b的后⾯,只要会出现这种现象,我们则说这个算法不稳定(即使两个相等的数,在排序的过程中不断交换,有可能将后⾯的b交换到a的前⾯去)。
⼀、冒泡排序冒泡排序(Bubble Sort)是基于交换的排序,它重复⾛过需要排序的元素,依次⽐较相邻的两个元素的⼤⼩,保证最后⼀个数字⼀定是最⼤的,即它的顺序已经排好,下⼀轮只需要保证前⾯n-1个元素的顺序即可。
之所以称为冒泡,是因为最⼤/最⼩的数,每⼀次都往后⾯冒,就像是⽔⾥⾯的⽓泡⼀样。
排序的步骤如下:1. 从头开始,⽐较相邻的两个数,如果第⼀个数⽐第⼆个数⼤,那么就交换它们位置。
2. 从开始到最后⼀对⽐较完成,⼀轮结束后,最后⼀个元素的位置已经确定。
3. 除了最后⼀个元素以外,前⾯的所有未排好序的元素重复前⾯两个步骤。
4. 重复前⾯ 1 ~ 3 步骤,直到都已经排好序。
例如,我们需要对数组[98,90,34,56,21]进⾏从⼩到⼤排序,每⼀次都需要将数组最⼤的移动到数组尾部。
那么排序的过程如下动图所⽰:⼆、选择排序前⾯说的冒泡排序是每⼀轮⽐较确定最后⼀个元素,中间过程不断地交换。
⽽选择排序就是每次选择剩下的元素中最⼩的那个元素,直到选择完成。
排序的步骤如下:从第⼀个元素开始,遍历其后⾯的元素,找出其后⾯⽐它更⼩的元素,若有,则两者交换,保证第⼀个元素最⼩。
对第⼆个元素⼀样,遍历其后⾯的元素,找出其后⾯⽐它更⼩的元素,若存在,则两者交换,保证第⼆个元素在未排序的数中(除了第⼀个元素)最⼩。
依次类推,直到最后⼀个元素,那么数组就已经排好序了。
十大经典排序法
1. 冒泡排序(Bubble Sort):通过不断比较相邻元素并交换位置来排序,每一轮将最大的元素冒泡到最后。
2. 选择排序(Selection Sort):通过找到当前未排序部分的最小元素,将其放置到已排序部分的末尾,逐步构建有序序列。
3. 插入排序(Insertion Sort):将未排序元素逐个插入到已排序部分的正确位置,从而逐步构建有序序列。
4. 希尔排序(Shell Sort):是插入排序的改进版本,通过比较相隔一定间隔的元素进行排序,逐渐缩小间隔直至为1。
5. 归并排序(Merge Sort):采用分治策略,将待排序序列不断拆分为子序列,然后将子序列排序并合并得到最终有序序列。
6. 快速排序(Quick Sort):也是采用分治策略,通过选择一个基准元素将序列划分为左右两部分,分别对两部分进行排序。
7. 堆排序(Heap Sort):利用二叉堆的性质来进行排序,将待排序元素构建成最大(最小)堆,然后依次取出堆顶元素并调整堆结构。
8. 计数排序(Counting Sort):适用于元素值范围较小的情况,通过统计元素出现的次数,然后根据统计结果得到有序序列。
9. 桶排序(Bucket Sort):将元素根据大小分配到不同的桶中,每个桶内部再分别进行排序,最后将各个桶中的元素合并得到有序序列。
10. 基数排序(Radix Sort):将待排序元素按照位数进行排序,先按个位排序,再按十位排序,依此类推,直到最高位排序完成。
⼗⼤排序算法算法之排序排序算法基本上是我们⽆论是在项⽬中还是在⾯试中都会遇到的问题,加上最近在看《算法》这本书,所以就准备好好的将排序算法整理⼀下。
所有排序算法都是基于 Java 实现,为了简单,只使⽤了int类型,从⼩到⼤排序基本排序⾼效的排序各⼤排序的时间测试如何选择排序排序之基本排序算法准备阶段:有⼀个交换位置的函数exc/*** 交换a数组中i和j的位置* @param a 需要交换的数组* @param i 位置* @param j 位置*/public static void exc(int a[],int i,int j){// 当他们相等的时候就没必要进⾏交换if(a[i] != a[j]){a[i] ^= a[j];a[j] ^= a[i];a[i] ^= a[j];}}基本排序算法主要是分为插⼊排序,选择排序,冒泡排序和梳排序。
选择排序原理:选择排序的原理很简单,就是从需要排序的数据中选择最⼩的(从⼩到⼤排序),然后放在第⼀个,选择第⼆⼩的放在第⼆个……代码:/*** 选择排序* @param a 进⾏排序的数组*/public static int[] selectionSort(int a[]){int min;for(int i=0;i<a.length;i++){min = i;// 这个for循环是为了找出最⼩的值for (int j = i+1; j < a.length; j++) {if(a[min]>a[j]){min = j;}}/** 如果第⼀个取出的元素不是最⼩值,就进⾏交换* 意思就是:如果取出的元素就是最⼩值,那么就没有必要进⾏交换了 */if(min != i){// 进⾏交换exc(a, i, min);}}return a;}选择排序的动画演⽰img假如数组的长度是N,则时间复杂度:进⾏⽐较的次数:(N-1)+(N-2)+……+1 = N(N-1)/2进⾏交换的次数:N特点:(稳定)1. 运⾏时间与输⼊⽆关。
【十大经典排序算法(动图演示)】必学十大经典排序算法0.1 算法分类十种常见排序算法可以分为两大类:比较类排序:通过比较来决定元素间的相对次序,由于其时间复杂度不能突破O(nlogn),因此也称为非线性时间比较类排序。
非比较类排序:不通过比较来决定元素间的相对次序,它可以突破基于比较排序的时间下界,以线性时间运行,因此也称为线性时间非比较类排序。
0.2 算法复杂度0.3 相关概念稳定:如果a原本在b前面,而a=b,排序之后a仍然在b的前面。
不稳定:如果a原本在b的前面,而a=b,排序之后a 可能会出现在b 的后面。
时间复杂度:对排序数据的总的操作次数。
反映当n变化时,操作次数呈现什么规律。
空间复杂度:是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量,它也是数据规模n的函数。
1、冒泡排序(Bubble Sort)冒泡排序是一种简单的排序算法。
它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。
走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
1.1 算法描述比较相邻的元素。
如果第一个比第二个大,就交换它们两个;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,这样在最后的元素应该会是最大的数;针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个;重复步骤1~3,直到排序完成。
1.2 动图演示1.3 代码实现1.unction bubbleSort(arr) {2. varlen = arr.length;3. for(vari = 0; i arr[j+1]) {// 相邻元素两两对比6. vartemp = arr[j+1];// 元素交换7. arr[j+1] = arr[j];8. arr[j] = temp;9. }10. }11. }12. returnarr;13.}2、选择排序(Selection Sort)选择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。
经典⼗⼤排序算法前⾔排序种类繁多,⼤致可以分为两⼤类:⽐较类排序:属于⾮线性时间排序,时间复杂度不能突破下界O(nlogn);⾮⽐较类排序:能达到线性时间O(n),不是通过⽐较来排序,有基数排序、计数排序、桶排序。
了解⼀个概念:排序的稳定性稳定是指相同⼤⼩的元素多次排序能保证其先后顺序保持不变。
假设有⼀些学⽣的信息,我们先根据他们的姓名进⾏排序,然后我们还想根据班级再进⾏排序,如果这时使⽤的时不稳定的排序算法,那么第⼀次的排序结果可能会被打乱,这样的场景需要使⽤稳定的算法。
堆排序、快速排序、希尔排序、选择排序是不稳定的排序算法,⽽冒泡排序、插⼊排序、归并排序、基数排序是稳定的排序算法。
1、冒泡排序⼤多数⼈学编程接触的第⼀种排序,名称很形象。
每次遍历排出⼀个最⼤的元素,将⼀个最⼤的⽓泡冒出⽔⾯。
时间复杂度:平均:O(n2);最好:O(n);最坏:O(n2)空间复杂度:O(1)public static void bubbleSort(int[] arr) {/*** 总共⾛len-1趟即可,每趟排出⼀个最⼤值放在最后*/for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {int tp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tp;}}}}2、选择排序最直观易理解的排序算法,每次排出⼀个最⼩的元素。
也是最稳定的算法,时间复杂度稳定为O(n^2)。
需要⼀个变量记录每次遍历最⼩元素的位置。
时间复杂度:O(n2)空间复杂度:O(1)public static void selectSort(int[] arr){int n = arr.length;for (int i = 0; i < n; i++) {int maxIdx = 0;for(int j = 1; j < n - i; j++){if(arr[maxIdx] < arr[j]){maxIdx = j;}}int tp = arr[maxIdx];arr[maxIdx] = arr[n - 1 - i];arr[n - 1 - i] = tp;}}3、插⼊排序⼀种直观的排序算法,从第⼆个元素开始,每次往前⾯遍历找到⾃⼰该在的位置。
十大编程算法助程序员走上高手之路责任编辑:闫佳明算法一:快速排序算法快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。
在平均状况下,排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。
在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。
事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。
快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个串行(list)分为两个子串行(sub-lists)。
算法步骤:1 从数列中挑出一个元素,称为“基准”(pivot),2 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。
3 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。
递归的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。
虽然一直递归下去,但是这个算法总会退出,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
算法二:堆排序算法堆排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。
堆积是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。
堆排序的平均时间复杂度为Ο(nlogn) 。
算法步骤:创建一个堆H[0..n-1]把堆首(最大值)和堆尾互换3. 把堆的尺寸缩小1,并调用shift_down(0),目的是把新的数组顶端数据调整到相应位置4. 重复步骤2,直到堆的尺寸为1算法三:归并排序归并排序(Merge sort,台湾译作:合并排序)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。
算法步骤:1. 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2. 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3. 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4. 重复步骤3直到某一指针达到序列尾5. 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾算法四:二分查找算法二分查找算法是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。
搜素过程从数组的中间元素开始,如果中间元素正好是要查找的元素,则搜素过程结束;如果某一特定元素大于或者小于中间元素,则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找,而且跟开始一样从中间元素开始比较。
如果在某一步骤数组为空,则代表找不到。
这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。
折半搜索每次把搜索区域减少一半,时间复杂度为Ο(logn) 。
算法五:BFPRT(线性查找算法)BFPRT算法解决的问题十分经典,即从某n个元素的序列中选出第k大(第k小)的元素,通过巧妙的分析,BFPRT可以保证在最坏情况下仍为线性时间复杂度。
该算法的思想与快速排序思想相似,当然,为使得算法在最坏情况下,依然能达到o(n)的时间复杂度,五位算法作者做了精妙的处理。
算法步骤:1. 将n个元素每5个一组,分成n/5(上界)组。
2. 取出每一组的中位数,任意排序方法,比如插入排序。
3. 递归的调用selection算法查找上一步中所有中位数的中位数,设为x,偶数个中位数的情况下设定为选取中间小的一个。
4. 用x来分割数组,设小于等于x的个数为k,大于x的个数即为n-k。
5. 若i==k,返回x;若i<k,在小于x的元素中递归查找第i小的元素;若i>k,在大于x的元素中递归查找第i-k小的元素。
终止条件:n=1时,返回的即是i小元素。
算法六:DFS(深度优先搜索)深度优先搜索算法(Depth-First-Search),是搜索算法的一种。
它沿着树的深度遍历树的节点,尽可能深的搜索树的分支。
当节点v 的所有边都己被探寻过,搜索将回溯到发现节点v的那条边的起始节点。
这一过程一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。
如果还存在未被发现的节点,则选择其中一个作为源节点并重复以上过程,整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。
DFS属于盲目搜索。
深度优先搜索是图论中的经典算法,利用深度优先搜索算法可以产生目标图的相应拓扑排序表,利用拓扑排序表可以方便的解决很多相关的图论问题,如最大路径问题等等。
一般用堆数据结构来辅助实现DFS算法。
深度优先遍历图算法步骤:1. 访问顶点v;2. 依次从v的未被访问的邻接点出发,对图进行深度优先遍历;直至图中和v有路径相通的顶点都被访问;3. 若此时图中尚有顶点未被访问,则从一个未被访问的顶点出发,重新进行深度优先遍历,直到图中所有顶点均被访问过为止。
上述描述可能比较抽象,举个实例:DFS 在访问图中某一起始顶点 v 后,由 v 出发,访问它的任一邻接顶点 w1;再从 w1 出发,访问与 w1邻接但还没有访问过的顶点 w2;然后再从 w2 出发,进行类似的访问,…如此进行下去,直至到达所有的邻接顶点都被访问过的顶点 u 为止。
接着,退回一步,退到前一次刚访问过的顶点,看是否还有其它没有被访问的邻接顶点。
如果有,则访问此顶点,之后再从此顶点出发,进行与前述类似的访问;如果没有,就再退回一步进行搜索。
重复上述过程,直到连通图中所有顶点都被访问过为止。
算法七:BFS(广度优先搜索)广度优先搜索算法(Breadth-First-Search),是一种图形搜索算法。
简单的说,BFS 是从根节点开始,沿着树(图)的宽度遍历树(图)的节点。
如果所有节点均被访问,则算法中止。
BFS同样属于盲目搜索。
一般用队列数据结构来辅助实现BFS算法。
算法步骤:1. 首先将根节点放入队列中。
2. 从队列中取出第一个节点,并检验它是否为目标。
如果找到目标,则结束搜寻并回传结果。
否则将它所有尚未检验过的直接子节点加入队列中。
3. 若队列为空,表示整张图都检查过了——亦即图中没有欲搜寻的目标。
结束搜寻并回传“找不到目标”。
4. 重复步骤2。
算法八:Dijkstra算法戴克斯特拉算法(Dijkstra’s algorithm)是由荷兰计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉提出。
迪科斯彻算法使用了广度优先搜索解决非负权有向图的单源最短路径问题,算法最终得到一个最短路径树。
该算法常用于路由算法或者作为其他图算法的一个子模块。
该算法的输入包含了一个有权重的有向图 G,以及G中的一个来源顶点 S。
我们以 V 表示 G 中所有顶点的集合。
每一个图中的边,都是两个顶点所形成的有序元素对。
(u, v) 表示从顶点 u 到 v 有路径相连。
我们以 E 表示G中所有边的集合,而边的权重则由权重函数 w: E → [0, ∞] 定义。
因此,w(u, v) 就是从顶点 u 到顶点 v 的非负权重(weight)。
边的权重可以想像成两个顶点之间的距离。
任两点间路径的权重,就是该路径上所有边的权重总和。
已知有 V 中有顶点 s 及 t,Dijkstra 算法可以找到 s 到 t的最低权重路径(例如,最短路径)。
这个算法也可以在一个图中,找到从一个顶点 s 到任何其他顶点的最短路径。
对于不含负权的有向图,Dijkstra算法是目前已知的最快的单源最短路径算法。
算法步骤:1. 初始时令 S={V0},T={其余顶点},T中顶点对应的距离值若存在<v0,vi>,d(V0,Vi)为<v0,vi>弧上的权值若不存在<v0,vi>,d(V0,Vi)为∞2. 从T中选取一个其距离值为最小的顶点W且不在S中,加入S3. 对其余T中顶点的距离值进行修改:若加进W作中间顶点,从V0到Vi的距离值缩短,则修改此距离值重复上述步骤2、3,直到S中包含所有顶点,即W=Vi为止算法九:动态规划算法动态规划(Dynamic programming)是一种在数学、计算机科学和经济学中使用的,通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式求解复杂问题的方法。
动态规划常常适用于有重叠子问题和最优子结构性质的问题,动态规划方法所耗时间往往远少于朴素解法。
动态规划背后的基本思想非常简单。
大致上,若要解一个给定问题,我们需要解其不同部分(即子问题),再合并子问题的解以得出原问题的解。
通常许多子问题非常相似,为此动态规划法试图仅仅解决每个子问题一次,从而减少计算量:一旦某个给定子问题的解已经算出,则将其记忆化存储,以便下次需要同一个子问题解之时直接查表。
这种做法在重复子问题的数目关于输入的规模呈指数增长时特别有用。
关于动态规划最经典的问题当属背包问题。
算法步骤:1. 最优子结构性质。
如果问题的最优解所包含的子问题的解也是最优的,我们就称该问题具有最优子结构性质(即满足最优化原理)。
最优子结构性质为动态规划算法解决问题提供了重要线索。
2. 子问题重叠性质。
子问题重叠性质是指在用递归算法自顶向下对问题进行求解时,每次产生的子问题并不总是新问题,有些子问题会被重复计算多次。
动态规划算法正是利用了这种子问题的重叠性质,对每一个子问题只计算一次,然后将其计算结果保存在一个表格中,当再次需要计算已经计算过的子问题时,只是在表格中简单地查看一下结果,从而获得较高的效率。
算法十:朴素贝叶斯分类算法朴素贝叶斯分类算法是一种基于贝叶斯定理的简单概率分类算法。
贝叶斯分类的基础是概率推理,就是在各种条件的存在不确定,仅知其出现概率的情况下,如何完成推理和决策任务。
概率推理是与确定性推理相对应的。
而朴素贝叶斯分类器是基于独立假设的,即假设样本每个特征与其他特征都不相关。
朴素贝叶斯分类器依靠精确的自然概率模型,在有监督学习的样本集中能获取得非常好的分类效果。
在许多实际应用中,朴素贝叶斯模型参数估计使用最大似然估计方法,换言之朴素贝叶斯模型能工作并没有用到贝叶斯概率或者任何贝叶斯模型。