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C/C++ 常见数组排序算法

本文介绍了几种常见的排序算法的实现,包括冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序和快速排序。冒泡排序通过多次遍历数组,比较并交换相邻元素,逐步将较小元素“浮”到数组顶端,时间复杂度为O(n^2)。选择排序通过选择未排序部分的最小元素进行交换,逐步完成整个数组排序,同样具有O(n^2)的时间复杂度。插入排序将数组分为已排序和未排序部分,逐个插入未排序元素到已排序部分的合适位置,时间复杂度为O(n^2)。希尔排序是插入排序的改进版本,通过分组插入排序,最终得到有序数组,时间复杂度在O(n log n)到O(n^2)之间。归并排序采用分治策略,递归拆分和合并数组,时间复杂度始终为O(n log n),但需要额外空间。最后,快速排序通过选择基准值划分数组,并递归排序子数组,平均时间复杂度为O(n log n),但最坏情况下为O(n^2)。这些算法各有特点,适用于不同场景。

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排序(四):堆排序

在直接选择排序中,待排序的数据元素集合构成一个线性表结构,要从有n个数据元素的线性表中选择出一个最小的数据元素需要比较n-1次。如果能把待排序的数据元素集合构成一个完全二叉树结构,则每次选择出一个最大(或最小)的数据元素只需比较完全二叉树的高度次,即lb(n)次。这就是堆排序的基本思想。 下面给出一个完全二叉树的性质(在代码中会用到): 对于具有n个结点的完全二叉树,如果按照从上到下和从左到右的顺序对所有结点从0开始顺序编号,则对于序号为i的结点有: (1)如果i>0,则序号为i的结点的双亲结点的序号为(i-1)/2("/"表示);如果i=0,则序号为i的结点为根结点,无双亲结点。 (2)如果2i+1<n,则序号为i的结点的左孩子结点的序号为2i+1;如果2i+1≥n,则序号为i的结点无左孩子。 (3)如果2i+2<n,则序号为i的结点的右孩子结点的序号为2i+2;如果2i+2≥n,则序号为i的结点无右孩子。 堆实际上是一棵完全二叉树,其任何一非叶节点满足性质:Key[i]<=key[2i+1]&&Key[i]<=key[2i+2]或者Key[i]>=Key[2i+1]&&key>=key[2i+2]。即任何一非叶节点的关键字不大于或者不小于其左右孩子节点的关键字。

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