C语言数据结构——插入/希尔/选择排序

一、排序的概念及其应用

在讲排序之前我们先了解一下关于排序的基础知识以及其相关应用

1.1排序的概念

排序:所谓排序,就是使一串记录,按照其中的某个或某些关键字的大小,递增或递减的排列起来的操作。
稳定性:假定在待排序的记录序列中,存在多个具有相同的关键字的记录,若经过排序,这些记录的相对次序保持不变,即在原序列中,r[i]=r[j],且r[i]在r[j]之前,而在排序后的序列中,r[i]仍在r[j]之前,则称这种排序算法是稳定的;否则称为不稳定的。
内部排序:数据元素全部放在内存中的排序。
外部排序:数据元素太多不能同时放在内存中,根据排序过程的要求不能在内外存之间移动数据的排序。

1.2 排序运用

如网购网站的一些价格升序降序,学校的排名,都是排序的具体应用
C语言数据结构——插入/希尔/选择排序_第1张图片
C语言数据结构——插入/希尔/选择排序_第2张图片

1.3 常见的排序算法

C语言数据结构——插入/希尔/选择排序_第3张图片
本文主要讲 插入、希尔、选择排序,堆排序以及冒泡排序可以看以前的文章,快速排序和归并排序比较复杂,我们后序文章会讲到。

二、插入排序的实现

2.1 基本思想

把待排序的记录按其关键码值的大小逐个插入到一个已经排好序的有序序列中,直到所有的记录插入完为止,得到一个新的有序序列 。

2.2 代码实现

利用 数组来实现代码,设置两个指针, end和tmpend用来确定以及排好序的有序序列,tmp用来遍历未排序的序列寻找最大或者最小值,当end大于数组长度n时,排序结束。
C语言数据结构——插入/希尔/选择排序_第4张图片

2.3 特性总结

1. 元素集合越接近有序,直接插入排序算法的时间效率越高
2. 时间复杂度:O(N^2)
3. 空间复杂度:O(1),它是一种稳定的排序算法
4. 稳定性:稳定

三、希尔排序的实现

3.1 基本思想

希尔排序法又称缩小增量法。希尔排序法的基本思想是: 先选定一个整数,把待排序文件中所有记录分成个组,所有距离为gap的记录分在同一组内,并对每一组内的记录进行排序。然后,取,重复上述分组和排序的工作。当到达gap=1时,所有记录在统一组内排好序。

C语言数据结构——插入/希尔/选择排序_第5张图片

3.2 代码实现

3.3 特性总结

1.希尔排序实际上是对 插入排序的一种优化
2.当gap > 1时都是预排序,目的是让数组更接近于有序。当gap == 1时,数组已经接近有序的了,这样就会很快。这样整体而言,可以达到优化的效果。
3. 因为gap的取值范围很多,所以希尔排序的时间复杂度很难确定,我们这里则按照Knuth提出的方式取值: O(N^1.3)
4.稳定性:不稳定, 预排序的时候有可能会打乱数据的原有的相对顺序

四、选择排序的实现

4.1 基本思想

每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完 。

4.2 代码实现

代码实现我们采用的是两边同时走,先设立指针 begin,end,用来限制有序序列设立指针mini,maxi分别遍历未排序的序列,找最小值和最大值的下标,然后最小值放左边,最大值放右边
当end和begin相遇时,排序完成

4.3 特性总结

1. 直接选择排序思考非常好理解,但是效率不是很好。实际中很少使用
2. 时间复杂度:O(N^2)
3. 空间复杂度:O(1)
4. 稳定性:不稳定,原因如下

你可能感兴趣的:(C语言数据结构,数据结构,c语言,排序算法)