交换排序的基本思想是:两两比较待排序记录的关键字,一旦发现两个记录不满足次序要求时则进行交换,直到整个序列全部满足要求为止。
冒泡排序是一种最简单的交换排序算法,通过两两比较相邻记录的关键字,使关键字小的记录如气泡一般逐渐往上“漂浮”(左移),关键字大的记录如石块一样逐渐向下“坠落”(右移)。
冒泡排序过程如图
算法描述:
void BubbleSort(SqList &L) { m = L.length - 1; flag = 1; // 用来标记某一趟是否发生交换 while ((m > 0) && (flag == 1)) { // 比较多少趟 flag = 0; // 如果本趟排序没有发生交换 for(int i=1; i<=m; i++) { // 每趟比较多少次 if (L[i] > L[i+1]) { flag = 1; int temp = L[i]; L[i] = L[i+1]; L[i+1] = temp; } } m--; } }
算法分析:
时间复杂度:\(O(n^2)\)
空间复杂度:\(O(1)\)
算法特点:
(1)稳定排序
(2)可用于链式存储结构
(3)移动次数较多,算法平均时间性能比直接排序差。当初始记录无序,n较大时,此算法不宜采用。
冒泡排序一次相邻交换只能消除一个逆序,如果能通过两个(不相邻)的一次交换,消除多个逆序,可大大加快排序速度。
快速排序一次交换可能消除多个逆序。
快速排序算法过程如图:
step1:任选一个记录作为枢轴,如选第一个记录,将枢轴记录暂存到r[0],附设low和high指针,初始分别指向下界和上界。
step2:从表最右侧向左搜索,找到第一个小于枢轴pivotkey的记录,将其移到low处。具体操作:当low<high时,若high大于privotkey,左移high,否则high记录放到low处。
step3:从表最左侧向右搜索,找到第一个大于枢轴pivotkey的记录,将其移到high处。具体操作:当low<high时,若low小于privotkey,右移low,否则low记录放到high处。
step4:重复step2和step3直到low=high。此时low或high的位置就是枢轴在此趟排序中的最终结果,原表被分成两个子表。
(思考:枢轴的位置如果任意选,非第一个记录,算法是不是会有所差别?)
算法描述:
void QuickSort(SqList &L) { QSort(L, 1, L.length); } void QSort(SqList &L, int low, int high) { if (low < high) { int privotloc = Partition(L, low, high); QSort(L, low, privotloc -1); QSort(L, privotloc + 1, high); } } int Partition(SqList &L, int low, int high) { L[0] = L[low]; // 用子表的第一个记录做枢轴记录 while (low < high) { while (low < high && high > L[0]) high--; L[low] = L[high]; while (low < high && low < L[0]) low++; L[high] = L[low]; } L[low] = L[0]; return low; }
算法分析:
时间复杂度分析:\(O(nlog_2n)\)
空间复杂度分析:需要一个递归栈,最好\(O(log_2n)\),最坏\(O(n)\)
算法分析: