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排序是计算机科学中的一个基本操作,目的是将一组无序的数据元素按照特定的顺序排列起来。排序在数据管理、检索和分析中有着广泛的应用,能够提高数据处理的效率和准确性。
排序(Sorting)是指将一组记录按某个关键字或多个关键字的大小关系进行排列的过程。常见的排序顺序包括升序(从小到大)和降序(从大到小)。
排序算法根据其基本原理和实现方式,可以分为多种类型。主要包括以下几类:
内部排序:指所有排序操作在内存中完成的排序。
外部排序:当数据量大到无法全部装入内存时,需要用到外部存储设备进行排序。典型的外部排序算法是多路归并排序。
评价一个排序算法的好坏,通常从以下几个方面进行:
冒泡排序:通过重复遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就交换它们的位置,直到整个数列有序。
void bubbleSort(int arr[], int n) {
for (int i = 0; i < n-1; i++) {
for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
快速排序:通过选择一个基准元素,将待排序序列分成两部分,一部分比基准元素小,另一部分比基准元素大,然后递归地对两部分进行排序。
void quickSort(int arr[], int low, int high) { if (low < high) { int pi = partition(arr, low, high); quickSort(arr, low, pi - 1); quickSort(arr, pi + 1, high); } } int partition(int arr[], int low, int high) { int pivot = arr[high]; int i = (low - 1); for (int j = low; j < high; j++) { if (arr[j] < pivot) { i++; int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } int temp = arr[i + 1]; arr[i + 1] = arr[high]; arr[high] = temp; return (i + 1); }
归并排序:采用分治法,将序列分成若干子序列,对每个子序列进行排序,然后合并有序子序列得到排序结果。
void merge(int arr[], int l, int m, int r) { int i, j, k; int n1 = m - l + 1; int n2 = r - m; int L[n1], R[n2]; for (i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[l + i]; for (j = 0; j < n2; j++) R[j] = arr[m + 1 + j]; i = 0; j = 0; k = l; while (i < n1 && j < n2) { if (L[i] <= R[j]) { arr[k] = L[i]; i++; } else { arr[k] = R[j]; j++; } k++; } while (i < n1) { arr[k] = L[i]; i++; k++; } while (j < n2) { arr[k] = R[j]; j++; k++; } } void mergeSort(int arr[], int l, int r) { if (l < r) { int m = l + (r - l) / 2; mergeSort(arr, l, m); mergeSort(arr, m + 1, r); merge(arr, l, m, r); } }
在实际应用中,选择合适的排序算法需要综合考虑时间复杂度、空间复杂度、稳定性等因素。
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