排序算法笔记

1. 冒泡排序(Bubble Sort)

  • 原理:通过重复遍历数组,每次比较相邻元素并交换它们的位置,使较大的元素逐步"冒泡"到数组的末尾。
  • 时间复杂度:O(n²)
  • 空间复杂度:O(1)
  • 稳定性:稳定

2. 选择排序(Selection Sort)

  • 原理:每次从未排序的部分中选出最小或最大的元素,将其放到已排序部分的末尾。
  • 时间复杂度:O(n²)
  • 空间复杂度:O(1)
  • 稳定性:不稳定

3. 插入排序(Insertion Sort)

  • 原理:将未排序的元素逐个插入到已排序部分的正确位置,逐步构建已排序数组。
  • 时间复杂度:O(n²)
  • 空间复杂度:O(1)
  • 稳定性:稳定

4. 希尔排序(Shell Sort)

  • 原理:通过比较相距一定间隔的元素,逐步减少间隔,最后使用插入排序完成整个排序过程。
  • 时间复杂度:O(n log n) ~ O(n²) (取决于步长序列)
  • 空间复杂度:O(1)
  • 稳定性:不稳定

5. 归并排序(Merge Sort)

  • 原理:递归地将数组分成两半,然后合并两个已排序的子数组。
  • 时间复杂度:O(n log n)
  • 空间复杂度:O(n)
  • 稳定性:稳定

6. 快速排序(Quick Sort)

  • 原理:选择一个基准元素,将数组分成比基准元素小和大的两个部分,然后递归地排序子数组。
  • 时间复杂度:O(n log n) (最差情况为 O(n²))
  • 空间复杂度:O(log n) ~ O(n)
  • 稳定性:不稳定

7. 堆排序(Heap Sort)

  • 原理:利用堆数据结构(通常是最大堆或最小堆)来排序数组。
  • 时间复杂度:O(n log n)
  • 空间复杂度:O(1)
  • 稳定性:不稳定

8. 计数排序(Counting Sort)

  • 原理:通过计数每个元素出现的次数,计算每个元素在排序后的位置,然后将其放入正确的位置。
  • 时间复杂度:O(n + k) (k是元素的取值范围)
  • 空间复杂度:O(n + k)
  • 稳定性:稳定

9. 桶排序(Bucket Sort)

  • 原理:将元素分配到不同的桶中,对每个桶进行排序,然后将桶中的元素按顺序合并。
  • 时间复杂度:O(n + k) (k是桶的数量)
  • 空间复杂度:O(n + k)
  • 稳定性:稳定

10. 基数排序(Radix Sort)

  • 原理:按元素的个位、十位等位数分别进行排序,通常使用计数排序作为子过程。
  • 时间复杂度:O(d * (n + k)) (d为位数,k为基数)
  • 空间复杂度:O(n + k)
  • 稳定性:稳定

常见排序算法的对比

排序算法 时间复杂度(平均) 时间复杂度(最坏) 空间复杂度 稳定性
冒泡排序 O(n²) O(n²) O(1) 稳定
选择排序 O(n²) O(n²) O(1) 不稳定
插入排序 O(n²) O(n²) O(1) 稳定
希尔排序 O(n log n) O(n²) O(1) 不稳定
归并排序 O(n log n) O(n log n) O(n) 稳定
快速排序 O(n log n) O(n²) O(log n) 不稳定
堆排序 O(n log n) O(n log n) O(1) 不稳定
计数排序 O(n + k) O(n + k) O(n + k) 稳定
桶排序 O(n + k) O(n²) O(n + k) 稳定
基数排序 O(d * (n + k)) O(d * (n + k)) O(n + k) 稳定

这些排序算法在不同场景下各有适用性,选择哪种排序算法取决于数据规模、是否需要稳定性以及空间复杂度的要求。

相关推荐
JAVA面经实录9175 小时前
计算机基础(完整版·超详细可背诵)
java·linux·数据结构·算法
浅念-6 小时前
「一文吃透 BFS:从层序遍历到锯齿形、最大宽度、每层最大值」
数据结构·算法
苍煜8 小时前
二叉树、红黑树、B树、B+树通俗教学:各自适配场景+MySQL索引终极选型原因
数据结构·b树·mysql
炸膛坦客9 小时前
嵌入式 - 数据结构与算法:(1-1)数据结构 - 顺序表(Sequential List)
数据结构·算法·嵌入式
水龙吟啸9 小时前
数据结构与算法随机复习–Day1
数据结构·c++·算法
无限进步_11 小时前
C++ 多态机制完全解析:从虚函数重写到动态绑定原理
java·c语言·jvm·数据结构·c++·windows·后端
无限进步_14 小时前
二叉搜索树完全解析:从概念到实现与应用场景
c语言·开发语言·数据结构·c++·算法·github·visual studio
爱写代码的倒霉蛋15 小时前
2022年天梯赛L1-8真题解析(哈希+排序)
数据结构·算法
代码中介商16 小时前
顺序表完全指南:从原理到实现
数据结构·顺序表
澈20716 小时前
C++ list容器完全指南
数据结构·c++·链表