软件设计师16-数据结构02(排序/查找)


排序

1 衡量排序算法质量

    1)时间效率:排序速度

    2)空间效率:占内存辅助空间的大小

     3)稳定性:相等的两个数,排序后次序不变

 排序方法

1 插入排序

 1)直接插入排序:将第二到n个序列,依次与前n个序列比较,逐个插入,直到整个序列有序(n-1趟)

    1)时间复杂度:n的平方

     2)空间复杂度:仅占用一个缓冲单元 O(1)

    2)算法的稳定性:稳定

  2)希尔排序:取正整数d1<n,把所有相隔d的元素归为一组,各自进行直接插入排序,迭代取d2<d1

一般取d1=n/2,di+1=di/2(如果di/2<2,那么接下来分组di=1 ),如果结果为偶数,di+1

不稳定,序列不同,效率不同

选择排序

优:简单 劣:效率低

  1)直接选择排序

    从待排序数据中选择最小,存放于已排序列最后

  2)堆排序

  堆是满足下列性质的数列{r1,r2,...,rn

小顶堆/大顶堆

  小顶堆:根节点小于其左右子树


堆排序:利用堆的特性对记录进行排序。将无序序列建成堆,取最小/大值置于根,取次小/大、次次小/大值置于左、右子树(无序)。循环

小顶堆输出:while{输出根

                                              取最后的数置于根。

                                              while(最小数不能下移){与左右节点比较,置换小的}

                                              }

交换排序

1)冒泡排序

循环{

       从前到后,两两比较,大者置后

}

若顺序,则只需一趟;若逆序,则需要n-1趟

2)快速排序

对于r[0....n-1进行快速排序

选定基准元素x(一般选第一个),初始指针i=0+1;j=n-1。


while(i!=j){

      j 从后往前搜寻小于x的数,

      r[j]与x相颠倒。

      i从前往后搜寻小于x的数

      r[i]与x相颠倒。

}

//此时完成一趟循环(结果):子序列1(小于x的数) x  子序列2(大于x的数)

迭代循环子序列1 子序列2 (直到每个子序列长度为1)

归并排序

将一个长度为n的无序序列看成是n个长度为1 的有序序列

while(进行log2N次排序){

 两两归并(排序)有序序列

}


查找

静态查找

1 顺序查找

    1)查找方法:逐一比较、顺序查找。

     2)性能:平均查找长度:(n+1)/2,时间效率O(n)

     3)优:算法简单,适应面广,对表没有要求

     4)缺点:n值较大时,平均查找长度大,效率低

2 折半查找/二分查找

     1)查找方法:

           数据排序

           while(要查找元素!=中间值){

              与中间值比较

              大则选择前半部分

              中间值=前半部分/2(如果前半部分%2=0,则中间值前移,否则向上取整)

              小则选择后半部分

              中间值=同上

            }

2)平均查找长度:

3)要求顺序存储、按关键字有序排序。适用于不经常增删改的

3 分块查找/索引顺序查找

   位于顺序查找和折半查找之间

   1)把表分成若干块(保证块间有序(后一块的关键字(最     大)大于与之紧邻的右侧那块的关键字(最大)))

   2)按关键字建立索引表(关键字,块起始位置(1开始))

   3)折半查找索引表,确定所处块

   4)块内顺序查找

哈希表

  1)查找方法:根据关键码值直接进行访问的数据结构

  2)映射函数:散列函数;存放记录的数组:散列数组

  3)优点:查找速度极快(O(1)),查找效率与元素个数无关

  4)冲突:不同码值映射到同一位置

减少冲突:1)构造好的哈希函数:所选函数简单,提高运转速度;计算出的地址应在哈希地址中均匀分配,减少空间浪费

                   2)制定规则,在冲突发生时调整位置

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