排序——内部排序

排序是计算机程序设计中的一种重要运算,它的功能是将一个数据元素(或记录)的任意序列,重新排列成一个按关键字有序的序列。

内部排序:指的是待排序记录存放在计算机随机存储器(RAM)中进行的排序过程;
按排序原则分类:插入排序、交换排序、选择排序、归并排序、计数排序等五类。

按内排过程工作量区分:
简单的排序方法,时间复杂度;
先进排序方法,时间复杂度;
基数排序,时间复杂度;

排序过程中的两种基本操作:
1、比较两个关键字大小
2、将记录从一个位置移动至另一个位置。

待排序的记录序列存储方式有3种:
1、存放在地址连续的一组存储单元上,类似线性表的顺序存储结构。
2、链表排序:存放在静态链表中,记录之间的次序关系由指针指示。
3、地址排序:存放在一组地址连续的存储单元内,同时另设一个指示各个记录存储位置的地址向量,排序时移动地址向量中记录的地址,排序后,按照向量中的值,调整存储地址。

插入排序

直接插入排序算法简便,且容易实现。简单讨论即可。
但是当待排序记录的数量很大时,我们可以从查找次数和移动次数中去改进算法,我们来看 折半插入排序是怎么做的。

折半插入排序:折半插入排序(binary insertion sort)是对插入排序算法的一种改进,由于排序算法过程中,就是不断的依次将元素插入前面已排好序的序列中。由于前半部分为已排好序的数列,这样我们不用按顺序依次寻找插入点,可以采用折半查找的方法来加快寻找插入点的速度。

代码举例:

性能分析:
折半插入排序算法是一种稳定的排序算法,比直接插入算法明显减少了关键字之间比较的次数,因此速度比直接插入排序算法快,但记录移动的次数没有变,所以折半插入排序算法的时间复杂度仍然为O(n^2),与直接插入排序算法相同。附加空间O(1)。

希尔排序

(缩小增量排序)
先将整个待排记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序,待整个序列中的记录“基本有序”时,再对全体记录进行一次直接插入排序。

举例(图1):


微信图片_20180502164926.png

49与13比较,38与27比较,65与49比较。。。
得到第一趟排序。
然后13、55、38、76一组,27、04,、65一组,49、49、97一组;
13、55、38、76得到13最小,38次之;
27、04,、65得到04最小,27次之;
49、49、97得到49最小;49次之;
得到第二趟排序。13、04、49与38、27、49与55、65、97最后一位76?
13与04,,04与49,49与38,38与27 ???

希尔排序说明图解(图2):


希尔排序说明图.png

图1增量为:增量的计算为每次减2;5--3--1
图2的增量为:增量的计算为每次除2;10--5--2--1

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