排序(N+1种)

Posted on 2018-08-21 12:31  亦辰落  阅读(190)  评论(0编辑  收藏  举报

from large to small

选择排序:

  • 算法描述:
  1. 输入a[n]
  2. a[1]~a[n]
  3. a[2]~a[n]          a[i]~a[n]

找最小的,与a[1]交换

找最小的,与a[2]交换

......

找最小的,与a[i]交换

i=n-1

such as this

 代码:

#include<iostream>
using namespace std;
const int Maxn=10001;
int n,k,i,j;
double temp,a[Maxn];
int main(){
    scanf("%d",&n);
    for(i=1;i<=n;i++)
    scanf("%d",&a[i]);
    for(i=1;i<=n;i++){
        k=i;//标记
        for(j=i+1;j<=n;j++)
        if(a[i]<a[j])
        k=j;
        if(k!=i)
        swap(a[i],a[k]);//进行交换
    }
    for(i=1;i<=n;i++)
    printf("%d ",a[i]);
    return 0;
}

 

冒泡排序:

就是使最矮的数,像鱼吐泡泡一样升上来。

比较相邻两数是否为逆序对,若是则交换,不是则继续搜寻下一位

例如:

第一次

第二次

 

第三次

第四次

第五次

例题:洛谷P1116

传送门

跳过一般的冒泡排序直接进入加强版

这里是求转换次数,并非输出结果

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
long n,i,j,t,s,a[10000];
int main()
{
    cin>>n;
    for(i=1;i<=n;i++)
    cin>>a[i];
    for(i=1;i<=n;i++)
    for(j=1;j<=n-1;j++)
    if(a[j]>a[j+1])
    {
        swap(a[j],a[j+1]);
        s++;
    };
    cout<<s;
    return 0;
}

 输出结果的方法:

//在cout<<s;前加上
for(i=1;i<=n;i++)
    cout<<a[i]<<“ ”;
//这样既可

在这一题中是由小到大

插入排序:
回忆打扑克的时候的样子,就是选择大小花色来插入适当的位置,

这就叫做插入排序

当读入一个元素时,在已经排序好的序列中,搜寻它正确的位置,再放入读入的元素。

当然,其中有一个不容忽略的重要问题

在插入这个元素前,应当先将将它后面的所有元素后移一位,以保证插入位置的原元素不被覆盖。

示例:

代码在这:

#include<iostream>
using namespace std;
const int MAXN=10001;
int main()
{
      int n,i,j,k;  
      float temp,a[MAXN];
      cin>>n;
      for (i=0;i<n;i++)
         cin>>a[i];                      //输入n个数 
    for(i=0; i<n; i++)
    { 
       for(j=i-1; j>=0; j--)          //在前面有序区间中为a[i]找合适的插入位置 
         if (a[j]<a[i]) break;        //找到比a[i]小的位置就退出,插入其后 
       if (j!=i-1)
       {
          temp=a[i];                   //将比a[i]大的数据向后移 
          for(k=i-1;k>j;k--)
             a[k+1]=a[k];              //将a[i]放在正确位置上 
          a[k+1]=temp;
       }
    }
    for (i=0;i<n;i++)
        cout<<a[i]<<" ";            //输出排序的结果 
   return 0; 
}

洛谷P1059

明明的随机数

次元穿梭

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
set<int>s;/*根据适应性原则,这题除了排序还要计算不同数的数量
再接着排序,所以说在STL中适用于这种情况的就是集合
运用集合中不允许存在相同数的原则,即可轻松解决不同数的数量问题
然后在此集合中进行排序,便可轻松进行秒杀*/
int a[101];
int main()
{
    int n;
    cin>>n;
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        cin>>a[i];
        s.insert(a[i]);//输入
    }
    cout<<s.size()<<endl;//计算大小
    while(!s.empty())
    {
        cout<<*s.begin()<<" ";
        s.erase(s.begin()); 
    }
}

不完全是排序,有一部分STL表在其中。

快速排序:

 

快速排序是对冒泡排序的一种改进。

它的基本思想是,通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小

则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。 假设待排序的序列为{a[L],a[L+1],a[L+2],……,a[R]}

首先任意选取一个记录(通常可选中间一个记作为枢轴或支点),然后重新排列其余记录,将所有关键字小于它的记录都放在左子序列中

所有关键字大于它的记录都放在右子序列中。由此可以将该“支点”记录所在的位置mid作分界线

将序列分割成两个子序列和。这个过程称作一趟快速排序(或一次划分)。 一趟快速排序的具体做法是:附设两个指针i和j

它们的初值分别为L和R,设枢轴记录取mid,则首先从j所指位置起向前搜索找到第一个关键字小于的mid的记录,然后从i所指位置起向后搜索

找到第一个关键字大于mid的记录,将它们互相交换,重复这两步直至i>j为止。

(直接copyc++一本通的,因为讲的好清楚,自己写的肯定没这么清晰。)

所以说,快排是运用范围最广的。(乱讲分明是sort)

 

例题:洛谷P1177

传送门

直接上代码吧:

#include<iostream>
using namespace std;
int q[10000000];
void qsort(int a,int b)
{
    int i,j,mid,p;
    i=a;
    j=b;
    mid=q[(a+b)/2];
    do
    {
        while(q[i]<mid)
        i++;
        while(q[j]>mid)
        j--;
        if(i<=j)
        {
            p=q[i];q[i]=q[j];q[j]=p;
            i++;j--;
        }
    }while(i<=j);
    if(a<j)
    qsort(a,j);
    if(i<b)
    qsort(i,b);
}
int main()
{
    int n,i;cin>>n;
    for(i=1;i<=n;i++)
    cin>>q[i];
    qsort(1,n);
    for(i=1;i<=n;i++)
    cout<<q[i]<<" ";
    return 0;
}

其实快排有一个函数,只是理解它的运算更为重要

sort(a[i],b[i],cnt);

 桶排序:

这个,就是拿桶倒来倒去。

(开玩笑的啦)划掉

桶排序的思想是若待排序的值在一个明显有限范围内(整型)时

可设计有限个有序桶,待排序的值装入对应的桶(当然也可以装入若干个值)

桶号就是待排序的值,顺序输出各桶的值,将得到有序的序列。

其实很类似于数组排序。(毕竟看着就像啊)

代码:

#include<iostream>
#include <cstring>
using namespace std;
int main(){ 
     int b[101],n,i,j,k;
     memset(b,0,sizeof(b));             //初始化
     cin>>n;
     for (i=1;i<=n;i++)
     {
         cin>>k; b[k]++;                     //将等于k的值全部装入第k桶中
     }
     for (i=0;i<=100;i++)                  //输出排序结果
       while (b[i]>0)                          //相同的整数,要重复输出
       {
           cout<<i<<" "; b[i]--;             //输出一个整数后,个数减1
        }
      cout<<endl;    
}

有一定的局限性,必须在一定范围内,此话极度重要。

但是利用的好可以对极大部分算法进行优化。

归并排序:

传说中的归并大发

采用分治算法,分而治之

把一整个数组,从中间对半分开,一只分到只有一个数,再进行比对

然后,合并;

整个归并排序中,只有两大步骤:分解,合并

将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;

即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。

若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。

合并操作:

比较a[i]和a[j]的大小,若a[i]≤a[j]

则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中,并令i和k分别加上1;

否则将第二个有序表中的元素a[j]复制到r[k]中,并令j和k分别加上1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。

归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间[s,t]以中点二分

接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序

最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间[s,t]。

好的呀,归并最实用的于求逆序对:

函数哦:

void msort(int s,int t){
    if(s==t) return; 
    int mid=(s+t)/2;
    msort(s,mid); 
    msort(mid+1,t);    
    int i=s, j=mid+1, k=s;
    while(i<=mid && j<=t)
    {
          if(a[i]<=a[j])  
          {
                r[k]=a[i]; k++; i++;
           }else{
                        r[k]=a[j]; k++; j++;
                    }
      }  
      while(i<=mid)       
      {
           r[k]=a[i]; k++; i++;
       }
       while(j<=t)   
       {
            r[k]=a[j]; k++; j++;
        }
        for(int i=s; i<=t; i++) a[i]=r[i];  
        return 0;
} //爱玩的哥们直接调用就行;

 

例题:洛谷P1908

次元突破

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int p[40005],ans=0;
void merge(int a[],int l,int r)//函数中便是归并大法
{
    if(l==r)
    return;//如果只有一个数字则返回,无须排序
    int half=(l+r)/2;
    merge(a,l,half);//分解左序列
    merge(a,half+1,r); //分解右序列
    int i=l,j=half+1,q=l;//接下来合并
    while(i<=half&&j<=r)
    {
        if(a[i]>a[j])
        {
            p[q++]=a[j++];
            ans+=half-i+1;    
        }
    else
    p[q++]=a[i++];
    }
    while(i<=half)//复制左边子序列剩余
    p[q++]=a[i++];
    while(j<=r) //复制右边子序列剩余
    p[q++]=a[j++];
    for(i=l;i<=r;i++)
    a[i]=p[i];
}
int main()
{
    int n,a[40005];
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    scanf("%d",&a[i]);
    merge(a,1,n);
    printf("%d",ans);
    return 0;
}

 让我们来比较一下各个排序算法吧!!!

稳定性比较:

插入排序、冒泡排序、二叉树排序、二路归并排序及其他线形排序是稳定的。  

选择排序、希尔排序、快速排序、堆排序是不稳定的。

好的呀,除了希尔排序和二叉树排序以及二路归并排序都木有,其他的都可以比较

时间复杂性比较:

 插入排序、冒泡排序、选择排序的时间复杂度为O(n2

快速排序、堆排序、归并排序的时间复杂度为O(nlog(2n))

桶排序的时间复杂度为O(n)

其中

在最好情况下,直接插入排序和冒泡排序最快;

在平均情况下,快速排序最快;

在最坏情况下,堆排序和归并排序最快。