数据结构与算法-排序算法(上)|青训营笔记

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这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第3篇笔记
本文主要讲述经典排序算法及业界性能一流的排序算法pdqsort(Pattern-Defeating-QuickSort)

经典排序算法

插入排序

插入排序.png
(图片来源百度百科)
将元素不断插入已经排序好的array中

  • 起始只有一个元素5,其本身是一个有序序列
  • 后续元素插入有序序列中,即不断交换,直到找到第一个比其小的元素 算法复杂度: 最优O(n),最坏O(n2n^2),平均O(n2n^2)

快速排序

快速排序.gif
(图片来源于zhuanlan.zhihu.com/p/57088609)
分治思想,不断分割序列直到序列整体有序

  • 选定一个pivot(轴点)
  • 使用pivot分割序列,分成元素比pivot大和元素比pivot小两个序列 算法复杂度: 最优O(nlogn),最坏O(n2n^2),平均O(nlogn)

堆排序

堆排序.gif (图片来源www.programmersought.com/article/796…)
利用堆的性质的排序算法

  • 构造一个大顶堆
  • 将根节点(最大元素)交换到最后一个位置,调整整个堆,如此反复 算法复杂度: 最优O(nlogn),最坏O(nlogn),平均O(nlogn)

benchmark

通过三种序列长度情况对三种排序算法性能进行benchmark测试

乱序

短序列(长度为16)

image.png
插入排序速度最快

中序列(长度为128)

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快排速度最快

长序列(长度为1024)

image.png
快排速度最快

排序状况下

短序列(长度为16)

image.png\

中序列(长度为128)

image.png\

长序列(长度为1024)

image.png
三种情况下插入排序的性能均为最好

总结

  • 所有短序列和元素有序的情况下,插入排序性能最好
  • 在大部分情况下,快速排序有较好的综合性能
  • 几乎在任何情况下,堆排序的表现都比较稳定