基本的排序算法

基本的排序算法有

  • 冒泡排序
  • 选择排序
  • 插入排序
  • 希尔排序
  • 归并排序
  • 快速排序
  • 堆排序

各种排序的复杂度

排序方法 时间复杂度(平均) 时间复杂度(最坏) 时间复杂度(最好) 空间复杂度 稳定性 复杂性
冒泡排序 O(n^2) O(n^2) O(n) O(1) 稳定 简单
选择排序 O(n^2) O(n^2) O(n^2) O(1) 不稳定 简单
插入排序 O(n^2) O(n^2) O(n) O(1) 稳定 简单
希尔排序 O(nlog2n) O(n^2) O(n) O(1) 不稳定 较复杂
归并排序 O(nlog2n) O(nlog2n) O(nlog2n) O(n) 稳定 较复杂
快速排序 O(nlog2n) O(n^2) O(nlog2n) O(nlog2n) 不稳定 较复杂
堆排序 O(nlog2^n) O(nlog2^n) O(nlog2^n) O(1) 不稳定 较复杂
基数排序 O(d(n+r)) O(d(n+r)) O(d(n+r)) O(n+r) 稳定 较复杂

冒泡排序

你可以这样理解:(从小到大排序)存在10个不同大小的气泡,由底至上地把较少的气泡逐步地向上升,这样经过遍历一次后,最小的气泡就会被上升到顶(下标为0),然后再从底至上地这样升,循环直至十个气泡大小有序。

在冒泡排序中,最重要的思想是两两比较,将两者较少的升上去

=0 && $arr[$j] > $arr[$j+1]) {
              $temp = $arr[$j];
              $arr[$j] = $arr[$j+1];
              $arr[$j+1] = $temp;
              $j--;
      }
    }
  }

  $arr = [5,9,2,3,7,6,1,8,4];
  maopao($arr);
  var_dump($arr);

选择排序

选择排序的思路是,从前向后扫描找到最大(或最小)的元素,将此元素同扫描开始的位置交换,起始位置+1,再重复此操作,操作完成后即得到一个从大到小(或从小到大)的排序。

插入排序

插入排序就像我们整理扑克牌的顺序一样,从前向后检查每张牌,将此牌向前插入到一个合适的位置,遍历之后即得到一个有序的排序。

= 0 && $arr[$j] > $key) {
        $arr[$j+1] = $arr[$j];
        $j--;
      }
      // 遍历完成后,$j+1这个位置就是$key要插入的位置,赋值即可
      $arr[$j+1] = $key;
    }
  }

  $arr = [5,9,2,3,7,6,1,8,4];
  charu($arr);
  var_dump($arr);

希尔排序

希尔排序可以看做是一个有步长的插入排序,步长从大到小,根据步长对原序列的子序列进行插入排序,然后缩小步长,重复操作,直到步长为1时(就是插入排序),即可得到一个有序的序列。对比着插入排序就好理解希尔排序的算法。

 0) {
      for ($i = 1; $i < $length; $i+=$n) {
        $key = $arr[$i];
        $j = $i-$n;
        while($j >= 0 && $arr[$j] > $key) {
          $arr[$j+$n] = $arr[$j];
          $j-=$n;
        }
        $arr[$j+$n] = $key;
      }
      // 缩小步长
      $n = floor($n/2);
    }
  }

  $arr = [5,9,2,3,7,6,1,8,4];
  xier($arr);
  var_dump($arr);

归并排序

基本思想:归并(Merge)排序法是将两个(或两个以上)有序数组合并成一个新的有序数组,即把待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。整体思想是使用了递归

快速排序

快速排序也是使用了递归的思想。我们通过一个序列中的某个元素,把比这个元素小的值放在它的左边,把比这个元素大的值放在它的右边,然后分别对左边和右边递归的调用快速排序。

= $to 则不做处理
      if ($from >= $to) {
        return;
      }
      // $j指向的就是最后一个比$arr[$to]小的元素,初始值为$from-1
      $j = $from-1;
      $i = $from;
      while($i < $to) {
        // 取$arr[$to]作为比较元素,当$arr[$i]小于它时,就把$j++,并且交换位置
        if ($arr[$i] < $arr[$to]) {
           $j++;
           $temp = $arr[$i];
           $arr[$i] = $arr[$j];
           $arr[$j] = $temp;
        }
        $i++;
      }
      // 遍历完成之后,$j指向的还是最后一个比$arr[$to]小的元素,$j++指向的就是第一个比$arr[$to]大的元素
      $j++;
      // 交换位置,将$arr[$to]放在中间位置
      $temp = $arr[$j];
      $arr[$j] = $arr[$to];
      $arr[$to] = $temp;
      // 分别快排左边和右边
      kuaipai($arr, $from, $j-1);
      kuaipai($arr, $j+1, $to);
  }

  $arr = [5,9,2,3,7,6,1,8,4];
  kuaipai($arr, 0, count($arr)-1);
  var_dump($arr);

注:此算法移植于《算法导论》中的快排思路,它相对于网上其他PHP快排实现方式的优点是,没有使用更多的内存空间。

堆排序

堆排序的主要思路是构建一个小头堆或大头堆(二叉树实现,用数组来存数据,下标从1开始),插入时插入新元素到最后,然后从N/2开始向上调整(因为N/2这个元素是最后一个具有叶子节点的元素)这棵树,上浮操作使得根节点的元素最小或最大;想获得有序序列时,只需将根节点同最后一个节点交换,再将调整的范围缩小1进行上浮操作,那么新的根节点就是第二小元素,再反复执行此操作,当范围为1的时候,就得到了有序的序列数组。

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