数据结构和算法——表排序(算法概述、物理排序、复杂度分析,包含详细清晰图示过程)

目录

算法概述

物理排序

复杂度分析


算法概述

表排序用于 待排元素都为一个庞大的结构,而不是一个简单的数字,例如:一本书,一部电影等等。

如果这些待排元素都用之前的排序方法,元素需要频繁互换,那么移动这些元素的时间将会非常长久,效率很低。

在表排序的过程中,实际上是不需要移动那些原始数据的,要移动的只是指向他们位置的那些指针。

不移动元素本身,而只移动元素本身的排序方法,我们称之为"间接排序"。


  • 定义一个指针数组作为"表"(table)

|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|
| A | [0] | [1] | [2] | [3] | [4] |
| key | e | a | c | b | d |
| table | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |

结合插入排序来看一下表排序的间接排序 :

|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|
| A | [0] | [1] | [2] | [3] | [4] |
| key | e | a | c | b | d |
| table | 1 | 0 | 2 | 3 | 4 |

比较e和a,发现a比e小,所以a应该要插入到e的前面。但是我们不直接交换元素,而是交换table。

插入c,并与前面的a和e作比较,按照一般的插入排序来看,应该是这样的:

所以就可以直观地看出c应该放在哪个位置了,所以这一趟表排序的结果为:

|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|
| A | [0] | [1] | [2] | [3] | [4] |
| key | e | a | c | b | d |
| table | 1 | 2 | 0 | 3 | 4 |

接下来重复操作,插入b,对应正常的插入排序为:

表排序的结果为:

|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|
| A | [0] | [1] | [2] | [3] | [4] |
| key | e | a | c | b | d |
| table | 1 | 3 | 2 | 0 | 4 |

最后插入d,得到最终表排序间接排序的结果:

|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|
| A | [0] | [1] | [2] | [3] | [4] |
| key | e | a | c | b | d |
| table | 1 | 3 | 2 | 4 | 0 |

这样就得到了一个有序的序列了,即A[ 0 ] = A[ table[0] ] = a , A[ 1 ] = A[ table[1] ] = b......

如果仅要求按顺序输出,则可以输出:

A[ table[0] ],A[ table[1] ],A[ table[2] ],......,A[ table[N-1] ]

物理排序

如果完成了表排序的间接排序之后,仍然需要对原始数据进行移动排序的话,就要用到物理排序了。

而物理排序用到了一个很重要的原理:N个数字的排列由若干个独立的环组成

我们依据上面的例子,

|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|-----------|
| A | [0] | [1] | [2] | [3] | [4] |
| key | e | a | c | b | d |
| table | 1 | 3 | 2 | 4 | 0 |

找出它的环:

如此,table1 3 4 0为一个环;2则单独为一个环。

于是现在就可以开始我们的物理排序了:

复杂度分析

  • 最好情况:初始即有序
  • 最坏情况:
  • 有 N/2 个环,每个环包含2个元素
  • 需要 3N/2 次元素移动 (3N是指交换两个需要三次的移动操作)

,m 是每个A元素的复制时间,这个复制时间一般是比较大的常数,不能省略。


end


学习自:MOOC数据结构------陈越、何钦铭

相关推荐
追随者永远是胜利者18 小时前
(LeetCode-Hot100)17. 电话号码的字母组合
java·算法·leetcode·职场和发展·go
不想看见40418 小时前
Shortest Bridge -- 广度优先搜索 --力扣101算法题解笔记
算法·leetcode·宽度优先
流云鹤18 小时前
2026牛客寒假算法基础集训营5(B D G J F )
算法
教男朋友学大模型18 小时前
LoRA 为什么必须把一个矩阵初始化为0
人工智能·算法·面试·求职招聘
得一录18 小时前
Python 算法高级篇:布谷鸟哈希算法与分布式哈希表
python·算法·aigc·哈希算法
啊吧啊吧abab18 小时前
二分查找与二分答案
c++·算法·二分
来两个炸鸡腿18 小时前
【Datawhale组队学习202602】Hello-Agents task04智能体经典范式构建
人工智能·学习·大模型·智能体
AC赳赳老秦18 小时前
2026 智能制造趋势:DeepSeek 助力“黑灯”工厂运营,实现生产流程自动化
网络·数据结构·算法·安全·web安全·prometheus·deepseek
流云鹤18 小时前
2026牛客寒假算法基础集训营6(K H G B A)
算法
程序员酥皮蛋18 小时前
hot 100 第三十题 30. 两两交换链表中的节点
数据结构·算法·leetcode·链表