【初探】排序算法

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• 日期：20160626
• 作者：i.sshe
• https://github.com/isshe
  

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【初探】排序算法

1. 基础问题

• 1.1 各个常见排序算法的思想及关键代码？

2. 基础问题解答

2.1 各个排序算法的思想及关键代码？

代码链接：https://github.com/isshe/Blog/tree/master/7_sort20160624

选择排序的思想:

• A. 从数据中选择一个最小/最大数据, 和第i个位置数据交换位置.
• B. 重复A操作,直到所有所有数据都被选择了一次.
• 关键代码：

    for (i = 0; i < num; i++)
    {
         smallest = i;
         for (j = i; j < num; j++)
         {
             if (temp_array[j] < temp_array[smallest])
             {
                 //找最小 or 最大
                 smallest = j;
             }
         }
         //交换
         tempvalue = temp_array[smallest];
         temp_array[smallest] = temp_array[i];
         temp_array[i] = tempvalue;
    }

插入排序的思想:

• A. 比较要插入数据value和目标数组array(已经排好序)的元素,从后往前比较,如果比value小/大(看升序降序), 把数组的数据往后移动一格.一直比较直到找到value的合适位置.
• B.把value插入到数组array中.
• C.重复AB即可插入多个数据.
• 关键代码：

     for (i = 0; i < num; i++)
     {
          position = i;
          for(j = i-1; j >= 0; j--)
          {
              if (data->array[i] < array[j])
              {
                   position = j;
                   array[j+1] = array[j];
              }
          }
          array[position] = data->array[i];
     }

归并排序的思想: 分治思想

相关博文：归并排序-自顶向下/自底向上

• A.分解:把一份数据分为两份。像二分查找那样,mid=(front+rear)/2, 向下取整.(此时分为了[front, mid]和[mid+1, rear]两部分)
• B.解决:对两部分分别进行递归排序.
• C.合并:这里是递归合并,从最小的两部分开始一个一个取小的/大的(升序降序),放到目标数组中.
• 缺点:归并排序不是原地的, 需要拷贝整个数组.
• 模式:分治法.(将原问题分解为类似的子问题, 递归求解后再合并得到原问题的解)

• 代码：（归并排序个人个人觉得最精华的地方在于合并）

  void merge(int *array, int front, int rear, int *dst_array)
  {
  int a = front;   //第一个部分的头
  int b = (front + rear) / 2; //第一部分的尾
  int x = b + 1;   //第二部分的头
  int y = rear;    //第二部分的尾
  int i = front;   
  
  while(a <= b || x <= y)
  {
       //这一句是最关键的!是精华!
       //合并是：a指向第一部分最小的数据，x指向第二部分最小的；
       //比较两个最小，看哪个更小，更小的放到目标数组。
       //x>y是为了应付第二部分已经空的情况。（空了就不用比较了，直接把第一部分放目标数组）
       if (x > y || (a <= b && array[a] < array[x]))      
       {
           dst_array[i++] = array[a++];
       }
       else
       {
            dst_array[i++] = array[x++];
       }
  }
  
  //把排序好的放回到原数组
  for (i = front; i <= rear; i++)
  {
       array[i] = dst_array[i];
  }
  }

快速排序：分治思想。

• 相关博文： 【初探】快速排序学习总结
• 相关博文： 快速排序及三向切分快速排序
• A. 在数据区域中选择一个基准点ｋ;
• B. 大于ｋ的放一边Ａ，小于ｋ的放另一边Ｂ.
• C. 再分别在Ａ，Ｂ中以相同的策略划分。
  （注：每一次都能排序好一个数据，就是基准点那个）

• 关键代码：

   while(1)
   {
       while(array[j] >= key && i < j)  //从后往前找比基准小的
       {
           j--;
       }
  
       while(array[i] <= key && i < j)  //从前往后找比基准大的
        {
            i++;
        }
  
         if (i < j)                     //交换
        {
             temp = array[i];
             array[i] = array[j];
             array[j] = temp;
        }
        else
        {
             break;
        }
  }
  //这次的交换能排序好一个数据，即基准。
   temp = array[j]; 
   array[j] = array[begin];
   array[begin] = temp;
  
   //分两部分，继续递归
   quick_sort(array, begin, j-1);
   quick_sort(array, j+1, end);

冒泡排序：

• A. 比较相邻数据；
• B. 交换数据；（上浮或下沉）
• C. 以此反复。每次都能排序好一个数据

• 代码：

  void bubble_sort(int *array, int num)
  {
   int    i = 0;
   int    j = 0;
   int    temp = 0;
  
   for(i = 0; i < num; i++)
   {
       for(j = num-1; j > i; j--) //这里是从下往上。
       {
            if (array[j] < array[j-1])
            {
                temp = array[j];
                array[j] = array[j-1];
                array[j-1] = temp;
            }
       }
   }
  }

堆排序：关键在于最大最小堆的调整，排序只是循环输出第一个数据。【和二叉树/优先队列相关一起写】

3. 参考资料

• 《算法基础-打开算法之门》
• 《啊哈！算法》

• 《算法（第四版）》

  注：处于学习阶段，有理解错误的地方还望告知。感谢！