排序算法

我们通常所说的排序算法往往指的是内部排序算法,即数据记录在内存中进行排序。

  排序算法大体可分为两种:

    一种是比较排序,时间复杂度最少可达到O(n log n),主要有:冒泡排序选择排序插入排序归并排序堆排序快速排序等。

    另一种是非比较排序,时间复杂度可以达到O(n),主要有:计数排序基数排序桶排序等。

  这里我们来探讨一下常用的比较排序算法,非比较排序算法将在后续文章中介绍。下表给出了常见比较排序算法的性能:

这里有一点我们很容易忽略的是排序算法的稳定性(腾讯校招2016笔试题曾考过)。

  排序算法稳定性的简单形式化定义为:如果Ai = Aj,排序前Ai在Aj之前,排序后Ai还在Aj之前,则称这种排序算法是稳定的。通俗地讲就是保证排序前后两个相等的数的相对顺序不变。

  对于不稳定的排序算法,只要举出一个实例,即可说明它的不稳定性;而对于稳定的排序算法,必须对算法进行分析从而得到稳定的特性。需要注意的是,排序算法是否为稳定的是由具体算法决定的,不稳定的算法在某种条件下可以变为稳定的算法,而稳定的算法在某种条件下也可以变为不稳定的算法

  例如,对于冒泡排序,原本是稳定的排序算法,如果将记录交换的条件改成A[i] >= A[i + 1],则两个相等的记录就会交换位置,从而变成不稳定的排序算法。

  其次,说一下排序算法稳定性的好处。排序算法如果是稳定的,那么从一个键上排序,然后再从另一个键上排序,第一个键排序的结果可以为第二个键排序所用。基数排序就是这样,先按低位排序,逐次按高位排序,低位排序后元素的顺序在高位也相同时是不会改变的。

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