前段时间也是结束了二叉树的知识梳理(大家想必满脑子都是递归了):二叉树链式结构的实现(二叉树的遍历以及各种常用功能函数的实现)
今天也要迈向全新的篇章了------排序。这次就先大概讲解一下排序,然后插入排序和希尔排序的介绍和实现
文章目录
1.排序的概念和运用
1.1概念
排序:所谓排序,就是使一串记录,按照其中的某个或某些关键字的大小,递增或递减(升序或降序)的排列起来的操作。对于排序算法,稳定性是一个重要的特性。
稳定性:描述了相同键值的元素在排序前后的相对位置是否保持不变,即在原序列中,有r[i]=r[j],且r[i]在r[j]之前(i<j),而在排序后的序列中,r[i]仍在r[j]之前(次序保持不变),则称这种排序算法是稳定的;否则称为不稳定的
内部排序:数据元素全部放在内存中的排序
外部排序:数据元素太多,无法一次性放入内存中,因此排序过程需要借助外部存储空间进行处理,根据排序过程的要求不能在内外存之间移动数据的排序
1.2运用
- 邮件和文件整理: 在办公室或个人生活中,整理文件或邮件时会按照日期、主题或重要性排序,这样可以更方便地管理和查找文件
- 成绩、学校排名:我们作为学生那肯定很熟悉了
- 音乐播放列表: 在音乐播放器或流媒体平台上,可以按照歌手、专辑、曲目或流行程度等因素对音乐进行排序,方便用户查找和播放喜欢的音乐
2.常见排序一览
3.直接插入排序
3.1基本思想
直接插入排序:它的基本思想是将待排序序列分为已排序和未排序两部分,然后逐步将未排序部分的元素插入到已排序部分的合适位置,最终完成整个序列的排序
打扑克牌时,我们不就这样吗
直接插入排序的特性总结:
- 元素集合越接近有序,直接插入排序算法的时间效率越高
- 时间复杂度:O(N^2)
- 空间复杂度:O(1),它是一种稳定的排序算法
- 稳定性:稳定
3.2具体实现
c
void InsertionSort(int* a, int n)//升序
{
for (int i = 0; i <= n - 2; i++)
{
int end = i;//用来标记,<=end的都已经排好了,该end+1排了
int tmp = a[end + 1];//保存一下,后面可能会被覆盖
while (end >= 0)//用来把比tmp大的向后移,中间就有空位了
{
if (a[end] > tmp)
{
a[end + 1] = a[end];//要是>tmp那就向后移动,也是覆盖发生
}
else
{
break;
}
end--;//end往前走
}
a[end + 1] = tmp;//放到空位,
}
}
int main()
{
int a[10] = { 2,5,6,1,8,9,10,12,56,73 };
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", a[i]);
}
printf("\n");
InsertionSort(a, 10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", a[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
3.3过程示图
4.希尔排序
4.1思想、过程和性质
gap为间隔,隔几个间隔取一个元素放在同一个子序列内。
希尔排序:一种插入排序的改进版本,也被称为缩小增量排序。它通过将待排序的数组分割成若干个子序列,分别进行插入排序,然后逐步减小子序列的长度,最终将整个数组排序。当子序列长度到达1时,所有记录就排好序了(gap=1时就是插入排序了)
步骤:
选择一个增量序列(gap),通常为n/2、n/4、n/8...直到增量为1。
根据增量(gap,gap多大就能分几组)将数组分割成若干个子序列,对每个子序列进行插入排序(gap为t,一共n个数据。能分t组:每隔t个就取一个)
逐步减小增量,重复上述步骤,直到增量为1,此时对整个数组进行插入排序
这只是gap=3的过程,gap会继续减小再次经历次过程。直至gap=1是最后一次
希尔排序的特性总结:
- 希尔排序是对直接插入排序的优化。
- 当gap > 1时都是预排序,目的是让数组更接近于有序。当gap == 1时,数组已经接近有序的了,这样就
会很快。这样整体而言,可以达到优化的效果。我们实现后可以进行性能测试的对比。
- 希尔排序的时间复杂度不好计算,因为gap的取值方法很多,导致很难去计算
- 稳定性:不稳定(分组在不同组,导致改变)
4.2代码实现
c
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
void ShellSort(int* a, int n)
{
int gap = n;
while (gap > 1)//最外层循环用来减小gap
{
gap = gap / 3 + 1;//保证最后一个gap=1;1或2来除3是0
for (int i = 0; i < n - gap; i++)//第二层循环用来使整个数组以子序列为单位进行插入排序
{
int end = i;//需要end最初指向各子序列的头
int tmp = a[end + gap];//储存下一个需要排的
while (end >= 0)//第三次循环是针对这个tmp,看插在哪内进行插入排序(找空位)
{
if (tmp < a[end])
{
a[end + gap] = a[end];//end处的值后移到子序列中的下一个
end-=gap;
}
else
{
break;
}
}
a[end + gap] = tmp;//放进空位
}
}
}
int main()
{
int a[] = { 9,1,2,5,7,4,8,6,3,5,1,2,3,5,1,8,3 };
printf("排序前:");
for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(int); i++)
{
printf("%d ", a[i]);
}
printf("\n");
ShellSort(a, sizeof(a) / sizeof(int));
printf("排序后:");
for (int i = 0; i < sizeof(a) / sizeof(int); i++)
{
printf("%d ", a[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
结果:
这次排序就先起个头,下次接着带来选择排序的内容,感谢大家支持!!!