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排序 - 基数排序(Radix Sort)

排序 - 基数排序(Radix Sort)

基数排序(Radix Sort)是桶排序的扩展.

基数排序介绍

它的基本思想是: 将整数按位数切割成不同的数字,然后按每个位数分别比较。 具体做法是: 将所有待比较数值统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。然后,从最低位开始,依次进行一次排序。这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后, 数列就变成一个有序序列。

基数排序实现

通过基数排序对数组{53, 3, 542, 748, 14, 214, 154, 63, 616},它的示意图如下:


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排序 - 桶排序(Bucket Sort)

排序 - 桶排序(Bucket Sort)

桶排序(Bucket Sort)的原理很简单,将数组分到有限数量的桶子里。每个桶子再个别排序(有可能再使用别的排序算法或是以递归方式继续使用桶排序进行排序)。

桶排序介绍

假设待排序的数组a中共有N个整数,并且已知数组a中数据的范围[0, MAX)。在桶排序时,创建容量为MAX的桶数组r,并将桶数组元素都初始化为0;将容量为MAX的桶数组中的每一个单元都看作一个"桶"。

在排序时,逐个遍历数组a,将数组a的值,作为"桶数组r"的下标。当a中数据被读取时,就将桶的值加1。例如,读取到数组a[3]=5,则将r[5]的值+1。


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排序 - 归并排序(Merge Sort)

排序 - 归并排序(Merge Sort)

将两个的有序数列合并成一个有序数列,我们称之为"归并"。归并排序(Merge Sort)就是利用归并思想对数列进行排序。

归并排序介绍

根据具体的实现,归并排序包括"从上往下"和"从下往上"2种方式。

从下往上的归并排序

将待排序的数列分成若干个长度为1的子数列,然后将这些数列两两合并;得到若干个长度为2的有序数列,再将这些数列两两合并;得到若干个长度为4的有序数列,再将它们两两合并;直接合并成一个数列为止。这样就得到了我们想要的排序结果。(参考下面的图片)


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排序 - 堆排序(Heap Sort)

排序 - 堆排序(Heap Sort)

堆排序是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。

堆排序介绍

学习堆排序之前,有必要了解堆!若读者不熟悉堆,建议先了解堆(建议可以通过二叉堆,左倾堆,斜堆,二项堆或斐波那契堆等文章进行了解),然后再来学习本章。

我们知道,堆分为"最大堆"和"最小堆"。最大堆通常被用来进行"升序"排序,而最小堆通常被用来进行"降序"排序。 鉴于最大堆和最小堆是对称关系,理解其中一种即可。本文将对最大堆实现的升序排序进行详细说明。


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排序 - 选择排序(Selection sort)

排序 - 选择排序(Selection sort)

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。

选择排序介绍

它的基本思想是: 首先在未排序的数列中找到最小(or最大)元素,然后将其存放到数列的起始位置;接着,再从剩余未排序的元素中继续寻找最小(or最大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。

选择排序实现

下面以数列{20,40,30,10,60,50}为例,演示它的选择排序过程(如下图)。


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排序 - Shell排序(Shell Sort)

排序 - Shell排序(Shell Sort)

希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种,它是针对直接插入排序算法的改进。

希尔排序介绍

希尔排序实质上是一种分组插入方法。它的基本思想是: 对于n个待排序的数列,取一个小于n的整数gap(gap被称为步长)将待排序元素分成若干个组子序列,所有距离为gap的倍数的记录放在同一个组中;然后,对各组内的元素进行直接插入排序。 这一趟排序完成之后,每一个组的元素都是有序的。然后减小gap的值,并重复执行上述的分组和排序。重复这样的操作,当gap=1时,整个数列就是有序的。


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排序 - 插入排序(Insertion Sort)

排序 - 插入排序(Insertion Sort)

本文主要介绍插入排序。

插入排序介绍

直接插入排序(Straight Insertion Sort)的基本思想是: 把n个待排序的元素看成为一个有序表和一个无序表。开始时有序表中只包含1个元素,无序表中包含有n-1个元素,排序过程中每次从无序表中取出第一个元素,将它插入到有序表中的适当位置,使之成为新的有序表,重复n-1次可完成排序过程。

插入排序实现

下面选取直接插入排序的一个中间过程对其进行说明。假设{20,30,40,10,60,50}中的前3个数已经排列过,是有序的了;接下来对10进行排列。示意图如下:


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排序 - 快速排序(Quick Sort)

排序 - 快速排序(Quick Sort)

快速排序(Quick Sort)使用分治法算法思想。

快速排序介绍

它的基本思想是: 选择一个基准数,通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分;其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小。然后,再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

快速排序实现

  • 从数列中挑出一个基准值。
  • 将所有比基准值小的摆放在基准前面,所有比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边);在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。
  • 递归地把"基准值前面的子数列"和"基准值后面的子数列"进行排序。

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排序 - 冒泡排序(Bubble Sort)

排序 - 冒泡排序(Bubble Sort)

最简单和最基本的排序。

冒泡排序介绍

它是一种较简单的排序算法。它会遍历若干次要排序的数列,每次遍历时,它都会从前往后依次的比较相邻两个数的大小;如果前者比后者大,则交换它们的位置。这样,一次遍历之后,最大的元素就在数列的末尾! 采用相同的方法再次遍历时,第二大的元素就被排列在最大元素之前。重复此操作,直到整个数列都有序为止!

冒泡排序实现

下面以数列{20,40,30,10,60,50}为例,演示它的冒泡排序过程(如下图)。


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♥常见排序算法知识体系详解♥

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本章主要介绍排序总结。

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