信息学奥赛|常见排序算法总结(+)腾讯云开发者社区

十种常见排序算法可以分为两大类:

用一张图来总结以上排序算法的特点:

1、冒泡排序(Bubble Sort)

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

1.1 算法描述

比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换它们两个;

对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对,这样在最后的元素应该会是最大的数;

针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个;

重复步骤1~3,直到排序完成。

1.2 动图演示

2、选择排序(Selection Sort)

选择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理:首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(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。

2.1 算法描述

n个记录的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。具体算法描述如下:

初始状态:无序区为R[1..n],有序区为空;

第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时,当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n)。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录 R[k],将它与无序区的第1个记录R交换,使R[1..i]和R[i+1..n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区;

n-1趟结束,数组有序化了。

2.2 动图演示

3、插入排序(Insertion Sort)

插入排序(Insertion-Sort)的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。

3.1 算法描述

一般来说,插入排序都采用in-place在数组上实现。具体算法描述如下:

从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序;

取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描;

如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置;

重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;

将新元素插入到该位置后;

重复步骤2~5。

3.2 动图演示

4、希尔排序(Shell Sort)

1959年Shell发明,第一个突破O(n2)的排序算法,是简单插入排序的改进版。它与插入排序的不同之处在于,它会优先比较距离较远的元素。希尔排序又叫缩小增量排序。

4.1 算法描述

先将整个待排序的记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序,具体算法描述:

选择一个增量序列t1,t2,…,tk,其中ti>tj,tk=1;

按增量序列个数k,对序列进行k 趟排序;

每趟排序,根据对应的增量ti,将待排序列分割成若干长度为m 的子序列,分别对各子表进行直接插入排序。仅增量因子为1 时,整个序列作为一个表来处理,表长度即为整个序列的长度。

4.2 动图演示

5、归并排序(Merge Sort)

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为2-路归并。

5.1 算法描述

把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列;

对这两个子序列分别采用归并排序;

将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。

5.2 动图演示

6、快速排序(Quick Sort)

快速排序的基本思想:通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。

6.1 算法描述

快速排序使用分治法来把一个串(list)分为两个子串(sub-lists)。具体算法描述如下:

从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot);

重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素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。这个称为分区(partition)操作;

递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

补充:具体过程可描述为:从待排序列中任意选取一个记录(通常选取第一个记录)作为基准值,然后将记录中关键字比它小的记录都安置在它的位置之前,将记录中关键字比它大的记录都安置在它的位置之后。这样,以该基准值为分界线,将待排序列分成的两个子序列。递归地对子序列排序。

6.2 动图演示

7、堆排序(Heap Sort)

堆排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积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。

7.1 算法描述

将初始待排序关键字序列(R1,R2….Rn)构建成大顶堆,此堆为初始的无序区;

将堆顶元素R[1]与最后一个元素R[n]交换,此时得到新的无序区(R1,R2,……Rn-1)和新的有序区(Rn),且满足R[1,2…n-1]

由于交换后新的堆顶R[1]可能违反堆的性质,因此需要对当前无序区(R1,R2,……Rn-1)调整为新堆,然后再次将R[1]与无序区最后一个元素交换,得到新的无序区(R1,R2….Rn-2)和新的有序区(Rn-1,Rn)。不断重复此过程直到有序区的元素个数为n-1,则整个排序过程完成。

7.2 动图演示

8、计数排序

计数排序是一个非基于比较的排序算法,该算法于1954年由 Harold H. Seward 提出。它的优势在于在对一定范围内的整数排序时,它的时间复杂度为线性的O(n+k)(其中k是整数的范围,即max – min + 1),快于任何比较排序算法,这是一种典型的空间换时间的算法。

9、桶排序

桶排序的工作原理是将数组根据一定的策略均匀的分到有限数量的桶子里,再对每个桶里的内容进行排序。桶排序是鸽巢排序的一种归纳结果,当要被排序的数组内的数值是均匀分配的时候,桶排序使用线性时间O(n) 。桶排序并不是比较排序,它不受到O(n*log(n)) 的下限的影响。

10、基数排序

基数排序属于“分配式排序”(Distribution Sort),它是透过键值的部分信息,将要排序的元素分配至某些“桶”中,藉以达到排序的作用,基数排序法是属于稳定性的排序,其时间复杂度为O(n*log(r)*m) ,其中r为所采取的基数,而m为堆数,在某些时候,基数排序法的效率高于其它的稳定性排序法。

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THE END
0.数据结构——多路平衡归并与败者树败者树是一种特殊的完全二叉树,它可以看作是锦标赛树(也称胜者树)的变形。在锦标赛树中,每个内部节点保存其两个子节点中的"胜者"(关键字较小的记录);而在败者树中,每个内部节点保存的是"败者"(关键字较大的记录),最终的胜者保存在树根的父节点中。 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8}kcqyb7;6345:67=8431gsvrhng1jfvjnnu17669624::
1.胜者树和败者树锦标赛树是胜者树吗本文详细介绍了胜者树和败者树的概念及应用,重点阐述了这两种数据结构如何帮助快速找到最大或最小值,并通过实例展示了它们在k路归并排序中的作用。 转自:http://blog.csdn.net/whz_zb/article/details/7425152 胜者树与败者树 胜者树和败者树都是完全二叉树,是树形选择排序的一种变型。每个叶子结点相当于一个选手jvzquC41o0hmqp3euft/pny1uwtngwliocom1jwvkerf1mjvckrt1@:499=6
2.堆排序与归并排序|Diffday堆排序的后半部分算法中,就是一个很明确的,多个值中选取极值,取出极值,更新根,然后修复堆的过程。在多路归并排序中,每次取出极值后,堆长度未变 胜者树 树排,全称可叫树形选择排序,因为其排序过程和体育比赛中的8进4, 4进2, 2争冠非常相似,所以树排又称为锦标赛排序,且树排中用到的树就是胜者树(8进4,4进2,2争冠嘛) 树排算法很简单:jvzq<84o0foghmf{0eun1.J7'C6&:?*G8'>F'B7'G7+CC.=H'G:&DA*:G'K6'KI';4+F7.G;'D<&G?*:G'?3'N:'DC+9H7mvon
3.#多路平衡归并排序(胜者树败者树)腾讯云开发者社区多路归并排序用作大数据集合的排序,通常因为内存资源不足,只能分段排序。 多路归并通常结合二叉树进行排序即败者树与胜者树。 胜者树:每次筛选最小值作为根结点 败者树:每次筛选最大值作为根节点 平衡指将大集合平分为多个相同元素个数的集合,唯一与置换置换选择排序的不同之处 jvzquC41enuvf7ygpekov7hqo0io1mjxgnuqg{4ctvodnn4372792B
4.排序算法详解稳定性:就选择排序方法来讲是稳定的,但教程中实现的方法是不稳定的 可用于链式存储结构 移动记录次数较少,当每一记录占用的空间较多时,此方法比直接插入排序快 8.4.2、树形选择排序 树形选择排序,又称锦标赛排序(理解即可) 转载于,又做了些更改树形选择排序 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8hjqpmzcwla1cxuklqg1fkucrqu1371999928
5.winnertree胜者树Loull在树形选择排序中,利用锦标赛思想建立的树称为胜者树。 1、每个非终端节点存储的是左右孩子节点中的优胜者。 2、通过减少比较次数,提高效率。 3、胜者树就是一颗特殊的线段树。 一、构建树 Procedure buildmint; 复杂度 O(n)vari,j,k:longint;begini:=N; j:=N+n-1;{其中N 为大于等于 n 的最小 2 jvzquC41yy}/ewgnqiy/exr176?3;=7:81v05@=278>/j}rn
6.胜者树与败者树胜者树和败者树都是完全二叉树,是树形选择排序的一种变型。每个叶子结点相当于一个选手,每个中间结点相当于一场比赛,每一层相当于一轮比赛。 不同的是,胜者树的中间结点记录的是胜者的标号;而败者树的中间结点记录的败者的标号。 胜者树与败者树可以在log(n)的时间内找到最值。任何一个叶子结点的值改变后,利用jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8|j|a€c1jwvkerf1mjvckrt1@9473;3
7.一文读懂胜者树与败者树腾讯云开发者社区胜者树和败者树是在排序和归并排序算法中常用的两种数据结构,它们在大规模数据排序中具有高效性和良好的稳定性。本篇博客将详细介绍这两种数据结构。 1.为什么要使用外部排序? 外部排序是用于对超出计算机内存容量的大型数据集进行排序的一种算法。在排序过程中,需要将数据集分成多个较小的子集,并在内存中对每个子集进jvzquC41enuvf7ygpekov7hqo1jfxnqqrgx0c{ykenk04;8:856
8.排序(二)键索引桶排序位示图败者树等(图文详解败者树)本文深入探讨了排序算法的不同类型,包括比较排序与非比较排序。详细介绍了键索引计数法、基数排序、桶排序等非比较排序算法的工作原理及其应用场景,并对比了它们与快速排序等比较排序算法的优缺点。 排序(二) 以上排序算法都有一个性质:在排序的最终结果中,各元素的次序依赖于它们之间的比较。我们把这类排序算法称为jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8~cpiezwujk1cxuklqg1fkucrqu14=35@=2;
9.#树形选择排序(锦标赛排序)腾讯云开发者社区# 树形选择排序(锦标赛排序) # 原理 代码语言:javascript 代码运行次数:0 运行 AI代码解释 将无序集合进行两两分组排序,将找出的每组的最小值再进行两两排序,以此模式直到找出最小的值,将这个值纪录下来并从第一次两两分组的排序集合中移除这个值,然后进行第二轮,直到排序结束。 代码语言:javascript 代码运行次数:0 运行 AI代码解 jvzquC41yy}/eutwf0zfpljpv0ipo8igxgrprnw1ctzjeuj13762:99
10.锦标赛排序希尔排序 ShellSort() 选择排序(SelectionSort.h) 1.简单选择排序 SimpleSelectionSort(int *array, int length) 2.锦标赛排序(树选择排序)TournamentSort(int *array, int length) 或 TreeSelectionSort(int *array, int length) 3.堆排序 HeapSort(int *array, int length) 交换排序(ExchangeSort.h) 1.jvzquC41yy}/k}j{g0ipo8wguq{sen4w2363:<699/;37=:2:
11.#置换选择排序腾讯云开发者社区# 树形选择排序(锦标赛排序) 排序原理 # 树形选择排序(锦标赛排序) # 原理将无序集合进行两两分组排序,将找出的每组的最小值再进行两两排序,以此模式直到找出最小的值,将这个值纪录下来并从第一次两两分组的排序集合中移除这个值,然后进行第二轮,直到排序结束。原始集合:{5,2,4,6,8,1,9,7,10,3} 第一jvzquC41enuvf7ygpekov7hqo1jfxnqqrgx0c{ykenk03>53:2<
12.外排序外排序的第一步是什么本文介绍了外排序算法,一种处理大规模数据集的排序方法。当数据量超过内存容量时,外排序利用磁盘存储来实现数据排序。文章详细阐述了外排序的基本流程,包括通过多次读取和排序内存中的数据块,最终将所有数据合并成一个有序文件的过程。 外排序(External sorting)是指能够处理极大量数据的排序算法。通常来说,外排序处理jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8hjngrf2:571cxuklqg1fkucrqu1:<58A69
13.电子教案《数据结构(C++版)(第二版)》李根强.ppt树形选择排序(Tree Selection Sorting),又称锦标赛排序(Tournament Sorting),是一种按照锦标赛的思想进行选择排序的方法。首先对n个记录的排序码进行两两比较,然后在其中?n/2?个较小者之间再进行两两比较,如此重复,直到选出最小排序码为止。 例如,给定排序码50,37,66,98,75,12,26,49,树形选择排序的过程见图jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;5431623:4736:33:5662643:50ujzn
14.数据结构试卷(手动组卷).doc试对这种序列讨论各种简单排序方法的时间复杂度。 (6分)[47] 试问:按锦标赛排序的思想,决出八名运动员之间的名次排列,至少需编排多少场次的比赛(应考虑最坏的情况) (7分)[48]不难看出,对长度为n的记录序列进行快速排序时,所需进行的比较次数依赖于这n个元素的初始排列。试问:当n为7时,在最好情况下需进行jvzquC41oc~/dxtm33>/exr1jvsm1;5431722@4:34=18<5262652<80ujzn
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16.外部排序(败者树置换选择排序最佳归并树)4)赢者树与败者树 外部排序可能会考查相关概念、方法和排序过程。外部排序的算法比较复杂,不会在算法设计上进行考查。 一、外部排序的基本概念与方法 外部排序指待排序文件较大,内存无法一次全部存储,需存放在外存的文件的排序。 1. 基本概念 在许多应用中,经常需要对大文件进行排序,因为文件中的记录很多,无法将整个文件jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8|gkzooa=>494:658ftvkimg8igvcomu86633725=<
17.数据结构与算法系列随笔分类海米傻傻数据结构与算法系列——排序(6)_树形选择排序 摘要:1. 工作原理(定义) 树形选择排序(Tree Selection Sort),又称锦标赛排序(Tournament Sort),是一种按照锦标赛思想进行选择排序的方法。 首先对n个记录的关键字进行两两比较,然后在其中[n/2](向上取整)个较小者之间再进行两两比较,如此重复,直至选出最小关键jvzquC41yy}/ewgnqiy/exr1jconk|mcujg0ejygiqxz1:98:4:20qyon
18.败者树的概念败者树的高度败者树是一种树形数据结构,用于高效地查找集合中最小(或最大)的元素。它特别适用于需要频繁进行查找最小值操作的场景,例如在锦标赛、优先队列或堆排序算法的优化中。 不同于二叉堆,败者树更侧重于快速找到最小值,而非高效地插入或删除元素。 核心思想: jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8|gkzooa=>5646968ftvkimg8igvcomu86649:56;9
19.最完整数据结构外部排序指南:从败者树到置换选择排序实战排序阶段:对每个子文件进行内部排序 归并阶段:多遍归并有序子文件得到最终结果 败者树:优化多路归并的核心数据结构 败者树(Loser Tree)是实现多路平衡归并的高效数据结构,相比传统锦标赛树可将比较次数从O(nm)降低至O(nlogm)(n为数据量,m为归并路数)。 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8lkvdrpih52;960c{ykenk0fnyckny03>97;5974
20.算法排序(2)锦标赛排序扬羽流风算法-排序(2)锦标赛排序 用完全二叉树定义胜者树,前n-1个结点t[1]~t[n-1]为内部结点(胜者),后n个结点e[1]~e[n]是参赛者。 t数组存的是参赛者编号,即e[t[0]]才是最终胜者的值 template <classT>classWinnerTree{public:constT maxValue=9999; WinnerTree(intTreeSize=20):maxSize(TreeSize),njvzquC41yy}/ewgnqiy/exr1{cth{~qkwhkoi8u132=32:650jznn
21.完全二叉堆与左式堆详解锦标赛排序 可见,锦标赛树是将叶子节点中的较小者作为根来连接叶子节点,并逐步比较至根。所有的内部节点都是与兄弟节点比较的优胜者。 锦标赛树每个叶子节点都是选手,内部节点记录比赛的胜者(较小者),而败者树相反,父节点记录比赛中的失败者,然后胜者继续参与下一轮比赛,最后增设根节点的父节点来记录冠军。 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8vsa5639@75;1gsvrhng1jfvjnnu1715:=:7:?
22.内部排序算法1(插入排序)2. 适用于单链表的排序方法有:直接插入排序、气泡排序、简单选择排序、归并排序和基数排序。 3. 适用于树形排序的排序方法有:锦标赛排序(胜者树)、多路归并排序(败者树)、 二叉查找树排序、堆排序等。 排序算法的介绍 1. 插入排序 思路 将待排序的子序列中的一个元素按其排序码的大小插入到已经排好序的有序子jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8z233=96=>71cxuklqg1fkucrqu19695;87:
23.胜者树分析如何实现可以保证锦标赛排序的稳定性?假设选大者作为胜者,如果两个孩子相等的时候,我们选择秩更大的节点,作为父节点。就是说创建一个结构体,额外保存一下秩的信息。每次比较,我们不仅比较数值的大小,如果数值相等的时候,我们根据秩的大小来确认节点之间的先后顺序,保证锦标树排序的稳定性。 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8Q5328379:881gsvrhng1jfvjnnu1766?;2:4?
24.面试刷题107csigan笔记堆排序比其他排序好在那里?(时间)稳定性?快排什么时候O(nlgn)退化O(n^2),堆一直O(nlgn)。后来大佬说他没有说时间,说的是排序稳定性。那么堆不是稳定的,都怪电话听不清,这锅我不背啊。 海量数据找TopN。锦标赛排序,败者树。大根堆,小根堆。 完全二叉树,满二叉树。红黑树的几个性质。 jvzquC41dnuh0lxfp0tfv8|yz{7:;>4ctvodnn4fgvgjn|432487;;85