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为了选择合适的算法,可以按照建议的顺序考虑以下标准:
(1)执行时间
(2)存储空间
(3)编程工作
对于数据量较小的情形,(1)(2)差别不大,主要考虑(3);而对于数据量大的,(1)为首要。
void BubbleSortArray() { for(int i=1;i<n-1;i++) { for(int j=0;i<n-i-1;j++) { if(a[j]>a[j+1])//比较交换相邻元素 { int temp; temp=a[j]; a[j]=a[j+1]; a[j+1]=temp; } } } }
void SelectSortArray() { int min_index; for(int i=0;i<n-1;i++) { min_index=i; for(int j=i+1;j<n;j++)//每次扫描选择最小项 if(arr[j]<arr[min_index]) min_index=j; if(min_index!=i){//找到最小项交换,即将这一项移到列表中的正确位置 int temp; temp=arr[i]; arr[i]=arr[min_index]; arr[min_index]=temp; } } }效率O(n²),适用于排序小的列表。
void InsertSortArray() { for(int i=1;i<n;i++)//循环从第二个数组元素开始,因为arr[0]作为最初已排序部分 { int temp=arr[i];//temp标记为未排序第一个元素 int j=i-1; while (j>=0 && arr[j]>temp)/*将temp与已排序元素从小到大比较,寻找temp应插入的位置*/ { arr[j+1]=arr[j]; j--; } arr[j+1]=temp; } }最佳效率O(n);最糟效率O(n²)与冒泡、选择相同,适用于排序小列表
void ShellSortArray() { for(int incr=3;incr<0;incr--)//增量递减,以增量3,2,1为例 { for(int L=0;L<(n-1)/incr;L++)//重复分成的每个子列表 { for(int i=L+incr;i<n;i+=incr)//对每个子列表应用插入排序 { int temp=arr[i]; int j=i-incr; while(j>=0&&arr[j]>temp) { arr[j+incr]=arr[j]; j-=incr; } arr[j+incr]=temp; } } } }适用于排序小列表。
void MergeSort(int low,int high) { if(low>=high) return;//每个子列表中剩下一个元素时停止 else int mid=(low+high)/2;/*将列表划分成相等的两个子列表,若有奇数个元素,则在左边子列表大于右侧子列表*/ MergeSort(low,mid);//子列表进一步划分 MergeSort(mid+1,high); int [] B=new int [high-low+1];//新建一个数组,用于存放归并的元素 for(int i=low,j=mid+1,k=low;i<=mid && j<=high;k++)/*两个子列表进行排序归并,直到两个子列表中的一个结束*/ { if (arr[i]<=arr[j];) { B[k]=arr[i]; I++; } else { B[k]=arr[j]; j++; } } for(;j<=high;j++,k++)//如果第二个子列表中仍然有元素,则追加到新列表 B[k]=arr[j]; for(;i<=mid;i++,k++)//如果在第一个子列表中仍然有元素,则追加到新列表中 B[k]=arr[i]; for(int z=0;z<high-low+1;z++)//将排序的数组B的 所有元素复制到原始数组arr中 arr[z]=B[z]; }效率O(nlogn),归并的最佳、平均和最糟用例效率之间没有差异。
void swap(int a,int b){ int t;t =a ;a =b ;b =t ; } int Partition(int [] arr,int low,int high) { int pivot=arr[low];//采用子序列的第一个元素作为枢纽元素 while (low < high) { //从后往前栽后半部分中寻找第一个小于枢纽元素的元素 while (low < high && arr[high] >= pivot) { --high; } //将这个比枢纽元素小的元素交换到前半部分 swap(arr[low], arr[high]); //从前往后在前半部分中寻找第一个大于枢纽元素的元素 while (low <high &&arr [low ]<=pivot ) { ++low ; } swap (arr [low ],arr [high ]);//将这个枢纽元素大的元素交换到后半部分 } return low ;//返回枢纽元素所在的位置 } void QuickSort(int [] a,int low,int high) { if (low <high ) { int n=Partition (a ,low ,high ); QuickSort (a ,low ,n ); QuickSort (a ,n +1,high ); } }平均效率O(nlogn),适用于排序大列表。
void HeapSort(SeqIAst R) { //对R[1..n]进行堆排序,不妨用R[0]做暂存单元 int I; BuildHeap(R); //将R[1-n]建成初始堆 for(i=n;i>1;i--) //对当前无序区R[1..i]进行堆排序,共做n-1趟。 { R[0]=R[1]; R[1]=R[i]; R[i]=R[0]; //将堆顶和堆中最后一个记录交换 Heapify(R,1,i-1); //将R[1..i-1]重新调整为堆,仅有R[1]可能违反堆性质 } }堆排序的时间,主要由建立初始堆和反复重建堆这两部分的时间开销构成,它们均是通过调用Heapify实现的。
void TopologicalSort()/*输出拓扑排序函数。若G无回路,则输出G的顶点的一个拓扑序列并返回OK,否则返回ERROR*/ { int indegree[M]; int i,k,j; char n; int count=0; Stack thestack; FindInDegree(G,indegree);//对各顶点求入度indegree[0....num] InitStack(thestack);//初始化栈 for(i=0;i<G.num;i++) Console.WriteLine("结点"+G.vertices[i].data+"的入度为"+indegree[i]); for(i=0;i<G.num;i++) { if(indegree[i]==0) Push(thestack.vertices[i]); } Console.Write("拓扑排序输出顺序为:"); while(thestack.Peek()!=null) { Pop(thestack.Peek()); j=locatevex(G,n); if (j==-2) { Console.WriteLine("发生错误,程序结束。"); exit(); } Console.Write(G.vertices[j].data); count++; for(p=G.vertices[j].firstarc;p!=NULL;p=p.nextarc) { k=p.adjvex; if (!(--indegree[k])) Push(G.vertices[k]); } } if (count<G.num) Cosole.WriteLine("该图有环,出现错误,无法排序。"); else Console.WriteLine("排序成功。"); }算法的时间复杂度O(n+e)
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <math.h> #define SIZE 100000 #define MAX 1000000 struct node { long num;//关键字 char str[10]; int lastwin;//最后胜的对手 int killer;//被击败的对手 long times;//比赛次数 }data[SIZE]; long CompareNum=0; long ExchangeNum=0; long Read(char name[])//读取文件a.txt中的数据,并存放在数组data[]中;最后返回数据的个数 { FILE *fp; long i=1; fp=fopen(name,"rw"); fscanf(fp,"%d%s",&data[i].num,data[i].str); while(!feof(fp)) { i++; fscanf(fp,"%d%s",&data[i].num,data[i].str); } return (i-1); } long Create(long num)//创建胜者树,返回冠军(最小数)在数组data[]中的下标 { int i,j1,j2,max,time=1; long min;//记录当前冠军的下标 for(i=1;pow(2,i-1)<num;i++); max=pow(2,i-1);//求叶子结点数目 for(i=1;i<=max;i++)//初始化叶子结点 { data[i].killer=0; data[i].lastwin=0; data[i].times=0; if(i>num) data[i].num=MAX; } for(i=1;i<=max;i+=2)//第一轮比赛 { ++CompareNum; if(data[i].num <= data[i+1].num) { data[i].lastwin = i+1; data[i+1].killer=i; ++data[i].times; ++data[i+1].times; min=i; } else { data[i+1].lastwin=i; data[i].killer=i+1; ++data[i].times; ++data[i+1].times; min=i+1; } } j1=j2=0;//记录连续的两个未被淘汰的选手的下标 while(time <= (log(max)/log(2)))//进行淘汰赛 { for(i=1;i<=max;i++) { if(data[i].times==time && data[i].killer==0)//找到一名选手 { j2=i;//默认其为两选手中的后来的 if(j1==0)//如果第一位置是空的,则刚来的选手先来的 j1=j2; else//否则刚来的选手是后来的,那么选手都已到场比赛开始 { ++CompareNum; if(data[j1].num <= data[j2].num)//先来的选手获胜 { data[j1].lastwin = j2;//最后赢的是j2 data[j2].killer=j1;//j2是被j1淘汰的 ++data[j1].times; ++data[j2].times;//两选手场次均加1 min=j1;//最小数下标为j1 j1=j2=0;//将j1,j2置0 } else//同理 { data[j2].lastwin=j1; data[j1].killer=j2; ++data[j1].times; ++data[j2].times; min=j2; j1=j2=0; } } } } time++;//轮数加1 } return min;//返回冠军的下标 } void TournamentSort(long num)//锦标赛排序 { long tag=Create(num);//返回最小数下标 FILE *fp1; fp1=fopen("sort.txt","w+");//为写入创建并打开文件sort.txt while(data[tag].num != MAX)//当最小值不是无穷大时 { printf("%d %s\n",data[tag].num,data[tag].str);//输出数据 fprintf(fp1,"%d %s\n",data[tag].num,data[tag].str);//写入数据 data[tag].num=MAX;//将当前冠军用无穷大替换 tag=Create(num);//返回下一个冠军的下标 } } int main() { int num; char name[10]; printf("Input name of the file:"); gets(name); num=Read(name);//读文件 TournamentSort(num);//锦标赛排序 printf("CompareNum=%d\nExchangeNum=%d\n",CompareNum,ExchangeNum); return 0; }
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace LearnSort { class Program { static void Main(string[] args) { int[] arr = CreateRandomArray(10);//产生随机数组 Print(arr);//输出数组 RadixSort(ref arr);//排序 Print(arr);//输出排序后的结果 Console.ReadKey(); } public static void RadixSort(ref int[] arr) { int iMaxLength = GetMaxLength(arr); RadixSort(ref arr, iMaxLength); } private static void RadixSort(ref int[] arr, int iMaxLength) { List<int> list = new List<int>();//存放每次排序后的元素 List<int>[] listArr = new List<int>[10];//十个桶 char currnetChar;//存放当前的字符比如说某个元素123 中的2 string currentItem;//存放当前的元素比如说某个元素123 for (int i = 0; i < listArr.Length; i++)//给十个桶分配内存初始化。 listArr[i] = new List<int>(); for (int i = 0; i < iMaxLength; i++)//一共执行iMaxLength次,iMaxLength是元素的最大位数。 { foreach (int number in arr)//分桶 { currentItem = number.ToString();//将当前元素转化成字符串 try { currnetChar = currentItem[currentItem.Length-i-1]; }//从个位向高位开始分桶 catch { listArr[0].Add(number); continue; }//如果发生异常,则将该数压入listArr[0]。比如说5 是没有十位数的,执行上面的操作肯定会发生越界异常的,这正是期望的行为,我们认为5的十位数是0,所以将它压入listArr[0]的桶里。 switch (currnetChar)//通过currnetChar的值,确定它压人哪个桶中。 { case '0': listArr[0].Add(number); break; case '1': listArr[1].Add(number); break; case '2': listArr[2].Add(number); break; case '3': listArr[3].Add(number); break; case '4': listArr[4].Add(number); break; case '5': listArr[5].Add(number); break; case '6': listArr[6].Add(number); break; case '7': listArr[7].Add(number); break; case '8': listArr[8].Add(number); break; case '9': listArr[9].Add(number); break; default: throw new Exception("unknow error"); } } for (int j = 0; j < listArr.Length; j++)//将十个桶里的数据重新排列,压入list foreach (int number in listArr[j].ToArray<int>()) { list.Add(number); listArr[j].Clear();//清空每个桶 } arr = list.ToArray<int>();//arr指向重新排列的元素 //Console.Write("{0} times:",i); Print(arr);//输出一次排列的结果 list.Clear();//清空list } } //得到最大元素的位数 private static int GetMaxLength(int[] arr) { int iMaxNumber = Int32.MinValue; foreach (int i in arr)//遍历得到最大值 { if (i > iMaxNumber) iMaxNumber = i; } return iMaxNumber.ToString().Length;//这样获得最大元素的位数是不是有点投机取巧了... } //输出数组元素 public static void Print(int[] arr) { foreach (int i in arr) System.Console.Write(i.ToString()+'\t'); System.Console.WriteLine(); } //产生随机数组。随机数的范围是0到1000。参数iLength指产生多少个随机数 public static int[] CreateRandomArray(int iLength) { int[] arr = new int[iLength]; Random random = new Random(); for (int i = 0; i < iLength; i++) arr[i] = random.Next(0,1001); return arr; } } }基数排序法是属于稳定性的排序,其时间复杂度为O (nlog(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比较性排序法。
/* Pragram name:排序 Author:renpingqing Date:2013-06-18 17:58:46 */ class ArraySort { //main public static void main(String[] args) { int[] arr= {3,4,9,0,3,1,5,7}; //排序前 printArray(arr); //排序 mpSort(arr); //排序后 System.out.println("\n------------------"); printArray(arr); } //选择排序 public static void selectSort(int[] arr) { for (int i=0;i<arr.length-1;i++) { for (int j=i+1;j<arr.length;j++) { if (arr[i] > arr[j]) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } } } //冒泡排序 public static void mpSort(int[] arr) { for (int i=0;i<arr.length-1;i++) { for (int j=0;j<arr.length-i-1;j++) { if (arr[j] > arr[j+1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; } } } } //打印数组 public static void printArray(int[] arr) { System.out.print("["); for (int i=0;i<arr.length;i++) { if (i == arr.length - 1) System.out.print(i + "]"); else System.out.print(i + ","); } } }
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public static void bubble(int[] score) { for (int i = 0; i < score.length -1; i++){ //最多做n-1趟排序 for(int j = 0 ;j < score.length - i - 1; j++){ //对当前无序区间score[0......length-i-1]进行排序(j的范围很关键,这个范围是在逐步缩小的) if(score[j] > score[j + 1]){ //把小的值交换到后面 int temp = score[j]; score[j] = score[j + 1]; score[j + 1] = temp; } } } }
选择排序是常用内部排序的一种,常见的实现算法有直接选择排序算法和堆排序算法,选择排序的基本思想是每次从待排数据中选择第n小的数据放到排序列表的第n个位置,假如共有N个数据待排,那么经过N-1次排序后,待排数据就已经按照从小到大的顺序排列了。
直接选择排序算法的思想比较简单:(假设数据放在一个数组a中,且数组的长度是N)
1:从a[0]-a[N-1]中选出最小的数据,然后与a[0]交换位置
2:从a[1]-a[N-1]中选出最小的数据,然后与a[1]交换位置(第1步结束后a[0]就是N个数的最小值)
3:从a[2]-a[N-1]中选出最小的数据,然后与a[2]交换位置(第2步结束后a[1]就是N-1个数的最小值)
以此类推,N-1次排序后,待排数据就已经按照从小到大的顺序排列了。
public static void selectSort(int[] arr){ for(int i=0;i<arr.length-1;i++) { int minIndex = i; for(int j=i;j<arr.length;j++) { if(arr[j] < arr[minIndex]) { minIndex = j; } } int temp = arr[i]; arr[i] = arr[minIndex]; arr[minIndex] = temp; } }
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