学习笔记C++(冒泡排序、选择排序、堆排序、递归)

冒泡排序法:就是两两交换到最后

学习笔记C++(冒泡排序、选择排序、堆排序、递归)_第1张图片
冒泡排序法

重复执行n次冒泡,也就是 O(n^2)。 空间复杂度是O(n)。


选择排序法:

学习笔记C++(冒泡排序、选择排序、堆排序、递归)_第2张图片
选择排序法

这样的过程要执行n次,所以时间复杂度还是O(n^2)。空间复杂度是O(n)


堆排序:

1、概念

堆排序就是把最大堆堆顶的最大数取出,将剩余的堆继续调整为最大堆,再次将堆顶的最大数取出,这个过程持续到剩余数只有一个时结束。

堆排序的时间复杂度是O(nlgN),与快速排序达到相同的时间复杂度。但是在实际应用中,我们往往采用快速排序而不是堆排序。这是因为快速排序的一个好的实现,往往比堆排序具有更好的表现。堆排序的主要用途,是在形成和处理优先级队列方面。另外,如果计算要求是类优先级队列(比如,只要返回最大或者最小元素,只有有限的插入要求等),堆同样是很适合的数据结构。

2、基础知识

堆一般用数组表示,比如数组A数组的长度Length(A),堆在数组中的元素个数HeapSize(A)。一般说来,HeapSize(A) <= Length(A),因为数组A当中可能有一些元素不在堆中。

假设节点I是数组A中下标为i的节点。

Parent(i) : return Floor(i/2); //I的父节点下标,Floor(i)表示比i小的最大整数。

Left(i) : return 2*i; //I的左子节点

Right(i) : return 2*i+1; //I的右子节点

含有n个元素的堆A的高度是: Floor(lgn)。

3、在堆中定义以下几种操作:

最大堆调整(Max-Heapify):将堆的末端子节点作调整,使得子节点永远小于父节点

创建最大堆(Build-Max-Heap):将堆所有数据重新排序,使其成为最大堆

堆排序(Heap-Sort):移除位在第一个数据的根节点,并做最大堆调整的递归运算

思路参考如下图

学习笔记C++(冒泡排序、选择排序、堆排序、递归)_第3张图片
处理过程
学习笔记C++(冒泡排序、选择排序、堆排序、递归)_第4张图片
思路

C++代码参考

Java代码参考


C++技术岗位-笔试面试题总结

递归:参考

特点1 它有一个基本部分,即直接满足条件,输出

 特点2 它有一个递归部分,即 通过改变基数(即n),来逐步使得n满足基本部分的条件,从而输出

 例子1: 全排列

       描述: 有n个数时, 输出n个数的所有排列组合

       分析:  

假设有 abc三个数,

          特点3: 整体分割为局部,从基本部分开始输出

             那么其输出为 abc, acb,      bac, bca,     cba, cab。 

abc, bac, cba 三种情况下,都会从整体过度到 部分, 即 abc->bc,   bac->ac, cba->ba, 而相应的 bc, ac, ba,  又会有cb, ca, ab的情况.即 perm(abc)->  a*perm(bc)+b*perm(ac)+c*perm(ba)  (perm为排列的意思)

         特点1:

            当perm(bc)->b*perm(c)时,即perm的数目只有一个时,即为输出

         特点2:

            perm(abc)->perm(bc)->perm(c)即 perm的数目递减的过程,为递归部分

         特点4: 将递归的操作作为自操作,完成当前整体的操作

          一次,在一次整体的操作中, 需要abc,  bac, cba三个,进行整体到部分的操作(即递归操作)。  

           而abc, bac, cba 是a 与 b, 与c交换的结果,因此,答案就出来了:

//Implementation Permutation n numbers  

//交换位置  

template  

void swap(T &a, T &b)  

{  

    T temp = a;  

    a = b;  

    b = temp;  

}  

//全排列,  

//list为排列的数的数组,如{1, 2, 3}   

//int k 为排列数组的起始点,int m 为排列数组的终点  

//如k=0,m=2  将1,2,3进行全排列,当 k=1,  m=2,将2,3全排列  

template  

void permulateNumber(T list[], int k, int m)  

{  

if (k == m) //输出条件,整体变部分,k 逐渐逼近 m直到=m  

    {  

//特点1 基本部分, 完成数组从第一个到最后一个数的输出  

for (int i = 0; i <= m; ++i)  

        {  

            std::cout << list[i];  

        }  

        std::cout << std::endl;  

    }  

else{//特点2 递归部分  


//以下为特点4  

for (int i = k; i <= m; ++i)  

        {  


swap(list[k], list[i]);// 完成当前排列部分中,第一个数,与后面数的交换  

permulateNumber(list, k + 1, m);//特点3 整体到部分  

            swap(list[i], list[k]);   

        }  

    }  

}  

PS:递归算法可以理解为一种思想,还有一切其他例子的应用可以参考链接

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