高等排序(分治法+递归)

初等排序的复杂度多数为O(n^2)

高等排序则会涉及O(n\log_ n) ,在特定条件下可以达到O(n)(线性时间复杂度)

STL也提供了sort()函数:

        sort(A,A+n,cmp)


接下来将介绍如下排序:

归并排序快速排序计数排序

一些应用:

逆序数最小成本排序

Ready Go!


归并排序是基于分治的一种高速排序。

merge()

在merge处理中,由于两个待处理的局部数组都已经完成了排序,因此可以采用复杂度为O(n1+n2)合并算法。

归并排序包含不相邻元素之间的比较,但不会直接交换。在合并两个数组时,如果遇到相同元素,只要保证前半部分数组优先后半数组,相同元素的顺序就不会顺倒。

因此归并排序属于稳定的排序算法。归并排序虽然高效且稳定,但在处理中,需要临时占用一部分内存空间。

利用mergeSort函数将数组不断二分下去:

mergeSort()

归并排序的应用:The Number of Inversions(逆序数)

定义:数列A=(a_{0},a_{1},...,a_{n})中,如果一组数(i,j)满足a_{i}>a_{j} (i<j),那么,这组数成为一个逆序,数列A中的逆序的数量称为逆序数。逆序数冒泡算法中的交换次数相等。

显然,不能利用冒泡求逆序数,因为运行一次的话,复杂度为O(n^{2}),数据一多出现 Time Limit Exceeded 是大有可能的。

①在每段数组中,分别求逆序数(求的时候其实是在合并的时候)。

②在合并时,若R中比L小的时候,L中本个数开始到最后的数都要算上。

metgeInversion()

最终的归并逆序数求和函数:

mergeSort()

快速排序归并排序一样基于分治,但在此之前我们要了解分割函数partition()

将数组分为前一段小于某数,后一段大于某数。这里我们选取数列的最后一项。

partition()

①分割整个数组为前后两个数组。

②前半部分快排。

后半部分快排。

quickSort()

快速排序在分割过程中会交换不相邻元素,因此属于不稳定排序算法。

另一方面,快速排序不需要额外的内存空间。也就是说是一种原地排序。

如果快速排序在分割的时候能恰好选择到中间值,则整个过程和归并排序一样被分为\log_2 n 层。

快速排序的平均复杂度为O(n\log n)是一般情况下最高效的排序方法。

排序方法也是要看数据情况,择优而从。


计数排序是一种稳定的排序方法。考虑到存在多个相等元素的情况下。

*利用数组C记录小于等于A[i]的数在B数组中的具体位置。

CountingSort()

只要从输入数组A的末尾开始选择,计数排序就属于稳定排序。

在"A_{i} 非负"的前提下,其运行之间以及内存空间与数组A的最大值成正比。

不过,计数排序能够在线性时间O(n+k)内完成处理,不失高效且稳定的算法。


最小成本排序的过程有点烧脑,公式推导今天再说。(其实是想偷懒了!)

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