常见的排序算法(一) 插入排序
插入排序分为:直接插入排序,二分插入排序(又称折半插入排序),链表插入排序,希尔排序(又称缩小增量排序)。属于稳定排序的一种(通俗地讲,就是两个相等的数不会交换位置) 。
在这里我具体讲直接插入排序和希尔排序。
直接排序插入
直接插入排序是由两层嵌套循环组成的。外层循环标识并决定待比较的数值。内层循环为待比较数值确定其最终位置。直接插入排序是将待比较的数值与它的前一个数值进行比较,所以外层循环是从第二个数值开始的。当前一数值比待比较数值大的情况下继续循环比较,直到找到比待比较数值小的并将待比较数值置入其后一位置,结束该次循环。
基本思想
待排序记录 R1,R2,… ,Rn–1, Rn
第一步:R1
第二步:(R1 ), R2
第三步:(R1 , R2), R3
……
第 j 步:(R1,R2,… ,Rj–1), Rj
……
第 n 步: (R1,R2,… ,Rn–1), Rn.
正如以上图片所示,直接排序总是先使前面一段有序,然后依次往后,知道整个数组都有序。
voidInserSort(int*a,size_tsize)//直接插入排序{assert(a);for(inti=1;i<size;i++){inttem=a[i];intend=i-1;while(end>=0&&a[end]>tem){a[end+1]=a[end];--end;}a[end+1]=tem;}}
希尔排序
希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种。也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因DL.Shell于1959年提出而得名。
希尔排序是按照不同步长对元素进行插入排序,当刚开始元素很无序的时候,步长最大,所以插入排序的元素个数很少,速度很快;当元素基本有序了,步长很小,插入排序对于有序的序列效率很高。所以,希尔排序的时间复杂度会比o(n^2)好一些。
正如下图
此处,我的步长是以3为例,由上便可以看出,步长包括了整个数组。
第一个是:2,9,8,1 --》1,2,8,9
第二个是:5,3,7 ——》 3,5,7
第三步是:4,6,1 -》 1,4,6
代码如下
voidShellSort(int*a,size_tsize)//希尔排序{assert(a);intgap=size/3;while(gap>1){gap=gap/3+1;//gap一直变小,知道它为1;for(inti=0;i<(size-gap);++i){intend=i;inttem=a[end+gap];while(end>=0&&a[end]>tem){a[end+gap]=a[end];end-=gap;}a[end+gap]=tem;}}}
希尔排序的特点是不需要大量的辅助空间,和归并排序一样容易实现。希尔排序是基于插入排序的一种算法, 在此算法基础之上增加了一个新的特性,提高了效率。希尔排序没有快速排序算法快 O(n(logn)),因此中等大小规模表现良好,对规模非常大的数据排序不是最优选择。但是比O( N^2 )复杂度的算法快得多。并且希尔排序非常容易实现,算法代码短而简单。 此外,希尔算法在最坏的情况下和平均情况下执行效率相差不是很多,与此同时快速排序在最坏的情况下执行的效率会非常差。
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