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9.1 简单排序(冒泡、插入)
9.1.1 概述
void X_Sort(ElementType A[],int N)//sort就是排序的意思,X是排序算法的名称
//统一默认输入的参数有两个(一个是待排的元素放在一个数组里,数据类型为ElementType任意类型。另外一个是正整数N,表示的是我们要排的元素到底有多少个,默认讨论整数(从小到达)的排序)
1.N是正整数
2.只讨论基于比较的排序(>=< 有定义)
3.只讨论内部排序(假设我们内存空间足够大,所有数据可以一次性导入内存空间里,然后所有的排序是在内存里面一次性完成的)
//外部排序(假设我有的内存空间有2GB,但是要求我们对10TB的数据进行排序,这个时候内部排序就不行了)
4.稳定性:任意两个相等的数据,排序先后的相对位置不发生改变
5.没有一种排序是任何情况下都表现最好
9.1.2 冒泡排序
void Bubble_Sort(ElementType A[],int N)
{
for(i = 0; i < P;P--){
flag = 0;//表示还没有执行果任何一次交换
for(i = 0;i < P;i++ ){//一趟冒泡
if(A[i] > A[i+1] ){
Swap(A[i],A[i+1]);
flag = 1;//要交换的时候标识变为1
}
}
if( flag == 0 ) break;//全程无交换
}
}
最好情况:顺序T = O(N) 全程无交换
最坏情况:逆序T = O(N²)
冒泡排序优点:
- 所有的待排元素是放在一个单向链表里的(冒泡排序可以对数组,对单项链表都可以实现,其他排序不好实现)
- 算法稳定
9.1.3 插入排序
void Insertion_Sort( ElementType A[],int N )
{
for( P = 1;P < N; P++ ){
Tmp = A[P];//摸下一张牌,Tmp为临时存放的位置
for( i = P; i > 0 && A[i - 1] > Tmp;i--)//旧牌大
A[i] = A[i - 1];//移除空位
A[i] = Tmp;//新牌落位
}
}
//最好情况:顺序T = O(N)
//最坏情况:逆序T = O(N²)
插入排序好处:
- 程序短,简单
- 比冒泡排序好在:冒泡排序是两两交换,两两元素互换的时候他要涉及到第三步。而插入排序则是每个元素向后错,最后他一次性放到他那个空位里面去(不是插入排序最主要的)
- 稳定
给定初始序列{34, 8, 64, 51, 32, 21},冒泡排序和插入排序分别需要多少次元素交换才能完成?
冒泡9次,插入9次
对一组包含10个元素的非递减有序序列,采用插入排序排成非递增序列,其可能的比较次数和移动次数分别是?
45, 44
9.1.4 时间复杂度下界
问题:序列{34,8,64,51,32,21}中有多少逆序对?9对
逆序对的数量跟交换元素次数是一样的,也就说明了交换两个相邻元素正好消去一个逆序对!
插入排序:T(N,I) = O(N+I)
- 如果序列基本有序,则插入排序简单且非常高效
逆序对平均个数:大O(N2)数量级的,不管是冒泡排序还是插入排序,他们的平均时间复杂度是跟逆序对的个数有关系的
Ω:指的是下界
这意味着:要提高算法效率,我们必须
- 每次消去不止一个逆序对
- 每次交换相隔较远的2个元素,这样一次性就消掉了不止一个逆序对