排序算法总结

来源：互联网发布：linux 重命名文件夹编辑：程序博客网时间：2024/04/26 01:54

排序算法

百科名片

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。

简介

概念

分类

算法列表

排序算法

复杂度

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简介

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排序算法

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编辑本段简介

随着科技的不断发展，计算机的应用领域越来越广，但由于计算机硬件的速度和存储空间的有限性，如何提高计算机速度并节省存储空间一直成为软件编制人员努力的方向，在众多措施中，排序操作成为程序设计人员考虑的因素之一，排序方法选择得当与否直接影响程序执行的速度和辅助存储空间的占有量，进而影响整个软件的性能。

编辑本段概念

排序(Sorting) 是计算机程序设计中的一种重要操作，它的功能是将一个数据元素（或记录）的任意序列，重新排列成一个关键字有序的序列。

稳定度（稳定性）

一个排序算法是稳定的，就是当有两个有相等关键的纪录R和S，且在原本的列表中R出现在S之前，在排序过的列表中R也将会是在S之前。

当相等的元素是无法分辨的，比如像是整数，稳定度并不是一个问题。然而，假设以下的数对将要以他们的第一个数字来排序。

（4,1）（3,1）（3,7）（5,6）在这个状况下，有可能产生两种不同的结果，一个是依照相等的键值维持相对的次序，而另外一个则没有：

（3,1）（3,7）（4,1）（5,6）（维持次序)

（3,7）（3,1）（4,1）（5,6）（次序被改变)

不稳定排序算法可能会在相等的键值中改变纪录的相对次序，但是稳定排序算法从来不会如此。不稳定排序算法可以被特别地实现为稳定。作这件事情的一个方式是人工扩充键值的比较，如此在其他方面相同键值的两个对象间之比较，就会被决定使用在原先数据次序中的条目，当作一个同分决赛。然而，要记住这种次序通常牵涉到额外的空间负担。

编辑本段分类

在计算机科学所使用的排序算法通常被分类为：

a)计算的复杂度（最差、平均、和最好性能），依据列表（list）的大小（n）。一般而言，好的性能是O(nlog n)，且坏的性能是O(n平方)。对于一个排序理想的性能是O(n)。仅使用一个抽象关键比较运算的排序算法总平均上总是至少需要O(nlog n)。

b)存储器使用量（空间复杂度）（以及其他电脑资源的使用）

c)稳定度：稳定排序算法会依照相等的关键（换言之就是值）维持纪录的相对次序。

d)一般的方法：插入、交换、选择、合并等等。交换排序包含冒泡排序和快速排序。插入排序包含希尔排序，选择排序包括堆排序等。

编辑本段算法列表

简介

在这个表格中，n是要被排序的纪录数量以及k是不同键值的数量。

稳定的

冒泡排序（bubble sort） — O(n^2）

鸡尾酒排序(Cocktail sort，双向的冒泡排序) — O(n^2）

插入排序（insertion sort）— O(n^2)

桶排序（bucket sort）— O(n); 需要 O(k) 额外空间

计数排序(counting sort) — O(n+k); 需要 O(n+k) 额外空间

合并排序（merge sort）— O(nlog n); 需要 O(n) 额外空间

原地合并排序— O(n^2)

二叉排序树排序（Binary tree sort） — O(nlog n)期望时间； O(n^2)最坏时间；需要 O(n) 额外空间

鸽巢排序(Pigeonhole sort) — O(n+k); 需要 O(k) 额外空间

基数排序（radix sort）— O(n·k); 需要 O(n) 额外空间

Gnome 排序— O(n^2)

图书馆排序— O(nlog n) with high probability，需要（1+ε)n额外空间

不稳定的

选择排序（selection sort）— O(n^2)

希尔排序（shell sort）— O(nlog n) 如果使用最佳的现在版本

组合排序— O(nlog n)

堆排序（heapsort）— O(nlog n)

平滑排序— O(nlog n)

快速排序（quicksort）— O(nlog n) 期望时间，O(n^2) 最坏情况；对于大的、乱数列表一般相信是最快的已知排序

Introsort— O(nlog n)

Patience sorting— O(nlog n+ k) 最坏情况时间，需要额外的 O(n+ k) 空间，也需要找到最长的递增子串行（longest increasing subsequence）

不实用的排序算法

Bogo排序— O(n× n!) 期望时间，无穷的最坏情况。

Stupid sort— O(n^3); 递归版本需要 O(n^2) 额外存储器

珠排序（Bead sort） — O(n) or O（√n)，但需要特别的硬件

Pancake sorting— O(n)，但需要特别的硬件

stooge sort——O（n^2.7）很漂亮但是很耗时

编辑本段排序算法

简介

排序的算法有很多，对空间的要求及其时间效率也不尽相同。下面列出了一些常见的排序算法。这里面插入排序和冒泡排序又被称作简单排序，他们对空间的要求不高，但是时间效率却不稳定；而后面三种排序相对于简单排序对空间的要求稍高一点，但时间效率却能稳定在很高的水平。基数排序是针对关键字在一个较小范围内的排序算法。

插入排序

冒泡排序

选择排序

快速排序

堆排序

归并排序

基数排序

希尔排序

插入排序

插入排序是这样实现的：

首先新建一个空列表，用于保存已排序的有序数列（我们称之为"有序列表"）。

从原数列中取出一个数，将其插入"有序列表"中，使其仍旧保持有序状态。

重复2号步骤，直至原数列为空。

插入排序的平均时间复杂度为平方级的，效率不高，但是容易实现。它借助了"逐步扩大成果"的思想，使有序列表的长度逐渐增加，直至其长度等于原列表的长度。

冒泡排序

冒泡排序是这样实现的：

首先将所有待排序的数字放入工作列表中。

从列表的第一个数字到倒数第二个数字，逐个检查：若某一位上的数字大于他的下一位，则将它与它的下一位交换。

重复2号步骤，直至再也不能交换。

冒泡排序的平均时间复杂度与插入排序相同，也是平方级的，但也是非常容易实现的算法。

选择排序

选择排序是这样实现的：

设数组内存放了n个待排数字，数组下标从1开始，到n结束。

i=1

从数组的第i个元素开始到第n个元素，寻找最小的元素。

将上一步找到的最小元素和第i位元素交换。

如果i=n－1算法结束，否则回到第3步

选择排序的平均时间复杂度也是O(n²)的。

举例：

564

比如说这个，我想让它从小到大排序，怎么做呢？

第一步：从第一位开始找最小的元素，564中4最小，与第一位交换。结果为465

第二步：从第二位开始找最小的元素，465中5最小，与第二位交换。结果为456

第三步：i=2，n=3，此时i=n-1，算法结束

完成

快速排序

现在开始，我们要接触高效排序算法了。实践证明，快速排序是所有排序算法中最高效的一种。它采用了分治的思想：先保证列表的前半部分都小于后半部分，然后分别对前半部分和后半部分排序，这样整个列表就有序了。这是一种先进的思想，也是它高效的原因。因为在排序算法中，算法的高效与否与列表中数字间的比较次数有直接的关系，而"保证列表的前半部分都小于后半部分"就使得前半部分的任何一个数从此以后都不再跟后半部分的数进行比较了，大大减少了数字间不必要的比较。但查找数据得另当别论了。

堆排序

堆排序与前面的算法都不同，它是这样的：

首先新建一个空列表，作用与插入排序中的"有序列表"相同。

找到数列中最大的数字，将其加在"有序列表"的末尾，并将其从原数列中删除。

重复2号步骤，直至原数列为空。

堆排序的平均时间复杂度为nlogn，效率高（因为有堆这种数据结构以及它奇妙的特征，使得"找到数列中最大的数字"这样的操作只需要O（1）的时间复杂度，维护需要logn的时间复杂度），但是实现相对复杂（可以说是这里7种算法中比较难实现的）。

看起来似乎堆排序与插入排序有些相像，但他们其实是本质不同的算法。至少，他们的时间复杂度差了一个数量级，一个是平方级的，一个是对数级的。

各算法的时间复杂度

平均时间复杂度

插入排序 O(n^2）

冒泡排序 O(n^2）

选择排序 O(n^2）

快速排序 O(n2)

堆排序 O(n log n)

归并排序 O(n log n)

基数排序 O(n)

希尔排序 O(n^1.25）

编辑本段复杂度

简单排序算法

由于程序比较简单，所以没有加什么注释。所有的程序都给出了完整的运行代码，并在我的VC环境

下运行通过。因为没有涉及MFC和WINDOWS的内容，所以在BORLAND C++的平台上应该也不会有什么

问题的。在代码的后面给出了运行过程示意，希望对理解有帮助。

冒泡法

这是最原始，也是众所周知的最慢的算法了。他的名字的由来因为它的工作看来象是冒泡：

#include <iostream>

using namespace std;

void BubbleSort(int * pData,int Count)

{

int iTemp;

for (int i=0; i<Count; i++)

{

for (int j=Count-1; j>i; j--)

{

if (pData[j]<pData[j-1])

{

iTemp = pData[j-1];

pData[j-1] = pData[j];

pData[j] = iTemp;

}

void main()

{

int data[7] = {10,9,8,7,6,5,4};

BubbleSort(data,7）;

for (int i=0; i<7; i++)

{

cout<<data[i]<<"";

}

cout<<endl;

system("PAUSE");

}

倒序（最糟情况)

第一轮：10，9，8，7->10，9，7，8->10，7，9，8->7，10，9，8（交换3次)

第二轮：7，10，9，8->7，10，8，9->7，8，10，9（交换2次)

第一轮：7，8，10，9->7，8，9，10（交换1次)

循环次数：6次

交换次数：6次

其他：

第一轮：8，10，7，9->8，10，7，9->8，7，10，9->7，8，10，9（交换2次)

第二轮：7，8，10，9->7，8，10，9->7，8，10，9（交换0次)

第一轮：7，8，10，9->7，8，9，10（交换1次)

循环次数：6次

交换次数：3次

上面我们给出了程序段，现在我们分析它：这里，影响我们算法性能的主要部分是循环和交换，

显然，次数越多，性能就越差。从上面的程序我们可以看出循环的次数是固定的，为1+2+...+n-1。

写成公式就是1/2*(n-1）*n。

现在注意，我们给出O方法的定义：

若存在一常量K和起点n0，使当n>=n0时，有f(n)<=K*g(n)，则f(n) = O(g(n))。（呵呵，不要说没学好数学呀，对于编程数学是非常重要的！！！）

现在我们来看1/2*(n-1）*n，当K=1/2，n0=1，g(n)=n*n时，1/2*(n-1）*n<=1/2*n*n=K*g(n)。所以f(n)

=O(g(n))=O(n*n)。所以我们程序循环的复杂度为O(n*n)。

再看交换。从程序后面所跟的表可以看到，两种情况的循环相同，交换不同。其实交换本身同数据源的

有序程度有极大的关系，当数据处于倒序的情况时，交换次数同循环一样（每次循环判断都会交换），

复杂度为O(n*n)。当数据为正序，将不会有交换。复杂度为O(0)。乱序时处于中间状态。正是由于这样的

原因，我们通常都是通过循环次数来对比算法。

交换法

交换法的程序最清晰简单，每次用当前的元素一一的同其后的元素比较并交换。

#include <iostream.h>

void ExchangeSort(int* pData，int Count)

{

int iTemp;

for(int i=0;i<Count-1;i++)

{ //共（count-1）轮，每轮得到一个最小值

for(int j=i+1;j<Count;j++)

{ //每次从剩下的数字中寻找最小值，于当前最小值相比，如果小则交换

if(pData[j] < pData[i])

{

iTemp = pData[i];

pData[i] = pData[j];

pData[j] = iTemp;

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int data[] = {10,9,8,7,6,5,4};

ExchangeSort(data,sizeof(data)/sizeof(int));

for(int i = 0; i < sizeof(data)/sizeof(int); i ++)

{

cout << data[i] << " ";

}

cout << endl;

return 0;

}

第一轮：^[1]9，10，8，7->8，10，9，7->7，10，9，8（交换3次)

第二轮：7，10，9，8->7，9，10，8->7，8，10，9（交换2次)

第一轮：7，8，10，9->7，8，9，10（交换1次)

循环次数：6次

交换次数：6次

其他：

第一轮：8，10，7，9->8，10，7，9->7，10，8，9->7，10，8，9（交换1次)

第二轮：7，10，8，9->7，8，10，9->7，8，10，9（交换1次)

第一轮：7，8，10，9->7，8，9，10（交换1次)

循环次数：6次

交换次数：3次

从运行的表格来看，交换几乎和冒泡一样糟。事实确实如此。循环次数和冒泡一样

也是1/2*(n-1）*n，所以算法的复杂度仍然是O(n*n)。由于我们无法给出所有的情况，所以

只能直接告诉大家他们在交换上面也是一样的糟糕（在某些情况下稍好，在某些情况下稍差）。

选择法

现在我们终于可以看到一点希望：选择法，这种方法提高了一点性能（某些情况下）

这种方法类似我们人为的排序习惯：从数据中选择最小的同第一个值交换，在从剩下的部分中

选择最小的与第二个交换，这样往复下去。

#include <iostream.h>

void SelectSort(int* pData，int Count)

{

int iTemp;

int iPos;

for(int i=0;i<Count-1;i++)

{

iTemp = pData;

iPos = i;

for(int j=i+1;j<Count;j++)

{

if(pData[j]<iTemp)

{

iTemp = pData[j];

iPos = j;

}

pData[iPos] = pData;

pData = iTemp;

}

void main()

{

int data[] = {10，9，8，7，6，5，4};

SelectSort(data，7）;

for (int i=0;i<7;i++)

cout<<data<<" ";

cout<<"\n";

}

倒序（最糟情况)

第一轮：10，9，8，7->(iTemp=9）10，9，8，7->(iTemp=8）10，9，8，7->(iTemp=7）7，9，8，10（交换1次)

第二轮：7，9，8，10->7，9，8，10(iTemp=8）->(iTemp=8）7，8，9，10（交换1次)

第一轮：7，8，9，10->(iTemp=9）7，8，9，10（交换0次)

循环次数：6次

交换次数：2次

其他：

第一轮：8，10，7，9->(iTemp=8）8，10，7，9->(iTemp=7）8，10，7，9->(iTemp=7）7，10，8，9（交换1次)

第二轮：7，10，8，9->(iTemp=8）7，10，8，9->(iTemp=8）7，8，10，9（交换1次)

第一轮：7，8，10，9->(iTemp=9）7，8，9，10（交换1次)

循环次数：6次

交换次数：3次

遗憾的是算法需要的循环次数依然是1/2*(n-1）*n。所以算法复杂度为O(n*n)。

我们来看他的交换。由于每次外层循环只产生一次交换（只有一个最小值）。所以f(n)<=n

所以我们有f(n)=O(n)。所以，在数据较乱的时候，可以减少一定的交换次数。

插入法

插入法较为复杂，它的基本工作原理是抽出牌，在前面的牌中寻找相应的位置插入，然后继续下一张

#include <iostream.h>

void InsertSort(int* pData，int Count)

{

int iTemp;

int iPos;

for(int i=1;i<Count;i++)

{

iTemp = pData[i]; //保存要插入的数

iPos = i-1; //被插入的数组数字个数

while((iPos>=0) && (iTemp9，10，8，7（交换1次)（循环1次)

第二轮：9，10，8，7->8，9，10，7（交换1次)（循环2次)

第一轮：8，9，10，7->7，8，9，10（交换1次)（循环3次)

循环次数：6次

交换次数：3次

其他：

第一轮：8，10，7，9->8，10，7，9（交换0次)（循环1次)

第二轮：8，10，7，9->7，8，10，9（交换1次)（循环2次)

第一轮：7，8，10，9->7，8，9，10（交换1次)（循环1次)

循环次数：4次

交换次数：2次

上面结尾的行为分析事实上造成了一种假象，让我们认为这种算法是简单算法中最好的，其实不是，

因为其循环次数虽然并不固定，我们仍可以使用O方法。从上面的结果可以看出，循环的次数f(n)<=

1/2*n*(n-1）<=1/2*n*n。所以其复杂度仍为O(n*n)（这里说明一下，其实如果不是为了展示这些简单

排序的不同，交换次数仍然可以这样推导）。现在看交换，从外观上看，交换次数是O(n)（推导类似

选择法），但我们每次要进行与内层循环相同次数的‘=’操作。正常的一次交换我们需要三次‘=’

而这里显然多了一些，所以我们浪费了时间。

最终，我个人认为，在简单排序算法中，选择法是最好的。

高级排序算法

高级排序算法中我们将只介绍这一种，同时也是目前我所知道（我看过的资料中）的最快的。

它的工作看起来仍然象一个二叉树。首先我们选择一个中间值middle程序中我们使用数组中间值，然后

把比它小的放在左边，大的放在右边（具体的实现是从两边找，找到一对后交换）。然后对两边分别使

用这个过程（最容易的方法——递归）。

1.快速排序：

#include <iostream.h>

void run(int* pData，int left，int right)

{

int i，j;

int middle，iTemp;

i = left;

j = right;

middle = pData[left];

do{

while((pData[i]<middle) && (i<right))//从左扫描大于中值的数

i++；　

while((pData[j]>middle) && (j>left))//从右扫描大于中值的数

j--;

if(i<=j)//找到了一对值

{

//交换

iTemp = pData[i];

pData[i] = pData[j];

pData[j] = iTemp;

i++;

j--;

}

}while(i<=j);//如果两边扫描的下标交错，就停止（完成一次）

//当左边部分有值（left<j)，递归左半边

if(left<j)

run(pData，left，j);

//当右边部分有值（right>i)，递归右半边

if(right>i)

run(pData，i，right);

}

void QuickSort(int* pData，int Count)

{

run(pData，0，Count-1）;

}

void main()

{

int data[] = {10，9，8，7，6，5，4};

QuickSort(data，7）;

for (int i=0;i<7;i++)

cout<<data<<" ";

cout<<"\n";

}

这里我没有给出行为的分析，因为这个很简单，我们直接来分析算法：首先我们考虑最理想的情况

1.数组的大小是2的幂，这样分下去始终可以被2整除。假设为2的k次方，即k=log2(n)。

2.每次我们选择的值刚好是中间值，这样，数组才可以被等分。

第一层递归，循环n次，第二层循环2*(n/2）......

所以共有n+2(n/2）+4(n/4）+...+n*(n/n) = n+n+n+...+n=k*n=log2(n)*n

所以算法复杂度为O(log2(n)*n)

其他的情况只会比这种情况差，最差的情况是每次选择到的middle都是最小值或最大值，那么他将变

成交换法（由于使用了递归，情况更糟）。但是你认为这种情况发生的几率有多大？？呵呵，你完全

不必担心这个问题。实践证明，大多数的情况，快速排序总是最好的。

如果你担心这个问题，你可以使用堆排序，这是一种稳定的O(log2(n)*n)算法，但是通常情况下速度要慢

于快速排序（因为要重组堆）。

其他排序

双向冒泡

通常的冒泡是单向的，而这里是双向的，也就是说还要进行反向的工作。

代码看起来复杂，仔细理一下就明白了，是一个来回震荡的方式。

写这段代码的作者认为这样可以在冒泡的基础上减少一些交换（我不这么认为，也许我错了）。

反正我认为这是一段有趣的代码，值得一看。

#include <iostream.h>

void Bubble2Sort(int* pData，int Count)

{

int iTemp;

int left = 1;

int right =Count -1;

int t;

{

//正向的部分

for(int i=right;i>=left;i--)

{

if(pData

void ShellSort(int* pData，int Count)

{

int step[4];

step[0] = 9;

step[1] = 5;

step[2] = 3;

step[3] = 1;

int iTemp;

int k，s，w;

for(int i=0;i<4;i++)

{

k = step;

s = -k;

for(int j=k;j<Count;j++)

{

iTemp = pData[j];

w = j-k;//求上step个元素的下标

if(s ==0)

{

s = -k;

s++;

pData[s] = iTemp;

}

while((iTemp=0) && (w<=Count))

{

pData[w+k] = pData[w];

w = w-k;

}

pData[w+k] = iTemp;

}

void main()

{

int data[] = {10，9，8，7，6，5，4，3，2，1，-10，-1};

ShellSort(data，12）;

for (int i=0;i<12;i++)

cout<<data<<" ";

cout<<"\n";

}

呵呵，程序看起来有些头疼。不过也不是很难，把s==0的块去掉就轻松多了，这里是避免使用0

步长造成程序异常而写的代码。这个代码我认为很值得一看。

这个算法的得名是因为其发明者的名字D.L.SHELL。依照参考资料上的说法：“由于复杂的数学原因

避免使用2的幂次步长，它能降低算法效率。”另外算法的复杂度为n的1.2次幂。同样因为非常复杂并

“超出本书讨论范围”的原因（我也不知道过程），我们只有结果了。

通用排序（模板）

这个程序我想就没有分析的必要了，大家看一下就可以了。不明白可以在论坛上问。

MyData.h文件

///////////////////////////////////////////////////////

class CMyData

{

public:

CMyData(int Index，char* strData);

CMyData();

virtual ~CMyData();

int m_iIndex;

int GetDataSize(){ return m_iDataSize; };

const char* GetData(){ return m_strDatamember; };

//这里重载了操作符：

CMyData& operator =(CMyData &SrcData);

bool operator <(CMyData& data );

bool operator >(CMyData& data );

private:

char* m_strDatamember;

int m_iDataSize;

};

////////////////////////////////////////////////////////

MyData.cpp文件

////////////////////////////////////////////////////////

CMyData::CMyData():

m_iIndex(0)，

m_iDataSize(0)，

m_strDatamember(NULL)

{

}

CMyData::~CMyData()

{

if(m_strDatamember != NULL)

delete[] m_strDatamember;

m_strDatamember = NULL;

}

CMyData::CMyData(int Index，char* strData):

m_iIndex(Index)，

m_iDataSize(0)，

m_strDatamember(NULL)

{

m_iDataSize = strlen(strData);

m_strDatamember = new char[m_iDataSize+1];

strcpy(m_strDatamember，strData);

}

CMyData& CMyData::operator =(CMyData &SrcData)

{

m_iIndex = SrcData.m_iIndex;

m_iDataSize = SrcData.GetDataSize();

m_strDatamember = new char[m_iDataSize+1];

strcpy(m_strDatamember，SrcData.GetData());

return *this;

}

bool CMyData::operator <(CMyData& data )

{

return m_iIndex<data.m_iIndex;

}

bool CMyData::operator >(CMyData& data )

{

return m_iIndex>data.m_iIndex;

}

///////////////////////////////////////////////////////////

//////////////////////////////////////////////////////////

//主程序部分

#include <iostream.h>

#include "MyData.h"

template <class T>

void run(T* pData，int left，int right)

{

int i，j;

T middle，iTemp;

i = left;

j = right;

//下面的比较都调用我们重载的操作符函数

middle = pData[(left+right)/2]; //求中间值

do{

while((pData<middle) && (i<right))//从左扫描大于中值的数

i++；　

while((pData[j]>middle) && (j>left))//从右扫描大于中值的数

j--;

if(i<=j)//找到了一对值

{

//交换

iTemp = pData;

pData = pData[j];

pData[j] = iTemp;

i++;

j--;

}

}while(i<=j);//如果两边扫描的下标交错，就停止（完成一次）

//当左边部分有值（left<j)，递归左半边

if(left<j)

run(pData，left，j);

//当右边部分有值（right>i)，递归右半边

if(right>i)

run(pData，i，right);

}

template <class T>

void QuickSort(T* pData，int Count)

{

run(pData，0，Count-1）;

}

void main()

{

CMyData data[] = {

CMyData（8，"xulion")，

CMyData（7，"sanzoo")，

CMyData（6，"wangjun")，

CMyData（5，"VCKBASE")，

CMyData（4，"jacky2000")，

CMyData（3，"cwally")，

CMyData（2，"VCUSER")，

CMyData（1，"isdong")

};

QuickSort(data，8）;

for (int i=0;i<8;i++)

cout<<data.m_iIndex<<" "<<data.GetData()<<"\n";

cout<<"\n";

}

鸡尾酒排序

排序

代码

虚拟码

不同地方

展开

排序

代码

虚拟码

不同地方

展开

编辑本段排序

也就是定向冒泡排序, 鸡尾酒搅拌排序, 搅拌排序 (也可以视作选择排序的一种变形), 涟漪排序, 来回排序 or 快乐小时排序, 是冒泡排序的一种变形。此演算法与冒泡排序的不同处在于排序时是以双向在序列中进行排序。

源于维基百科^[1]

使用鸡尾酒排序为一列数字进行排序的过程可以通过右图形象的展示出来：

数组中的数字本是无规律的排放，先找到最小的数字，把他放到第一位，然后找到最大的数字放到最后一位。然后再找到第二小的数字放到第二位，再找到第二大的数字放到倒数第二位。以此类推，直到完成排序。

编辑本段代码

Java代码

publicstatic int[] cocktailSort(int[] src){
//将最小值排到队尾
for(inti = 0; i < src.length-1; i++){
for(intj = 0; j < src.length-i-1; j++){
if(src[j] < src[j+1]){
inttemp = src[j];
src[j] = src[j+1];
src[j+1] = temp;
}
System.out.println("交换小"+Arrays.toString(src));
}
//将最大值排到队头
for(intj = src.length - i -1; j > i ; j--){
if(src[j] > src[j-1]){
inttemp = src[j];
src[j] = src[j-1];
src[j-1] = temp;
}
System.out.println("交换大"+Arrays.toString(src));
}
System.out.println("第"+i+"次排序结果："+Arrays.toString(src));
}
returnsrc;
}

冒泡排序
百科名片冒泡排序（Bubble Sort），是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。
它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端，故名。
由于冒泡排序简洁的特点，它通常被用来对于计算机程序设计入门的学生介绍算法的概念。
目录
算法原理算法分析算法描述展开算法原理算法分析算法描述展开
编辑本段算法原理冒泡排序算法的运作如下：
比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。[1]
编辑本段算法分析时间复杂度
　　若文件的初始状态是正序的，一趟扫描即可完成排序。所需的关键字比较次数
和记录移动次数
均达到最小值：
，
。
所以，冒泡排序最好的时间复杂度为
。
　　若初始文件是反序的，需要进行
趟排序。每趟排序要进行
次关键字的比较(1≤i≤n-1)，且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下，比较和移动次数均达到最大值：
冒泡排序的最坏时间复杂度为
。
综上，因此冒泡排序总的平均时间复杂度为
。
算法稳定性
　　冒泡排序是就地排序，且它是稳定的。[2]
编辑本段算法描述C语言1
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#include<stdio.h>
 
voidbubbleSort(intarr[],intn)
{
   inti,j,t;
     for(i=0;i<n-1;i++)
   {
        for(j=0;j<n-i-1;j++)
        {
            if(arr[j+1]<arr[j])
            {
              t=arr[j+1];
              arr[j+1]=arr[j];
              arr[j]=t;
             }
        }
   }
 
}
 
voidprint(intarr[],intn)    //打印数组
{
   inti=0;
   for(;i<n;i++)
   {
        printf("%d  ",arr[i]);
   }
   printf("\n");
}
intmain()
{
   intarr[]={49,15,52,64,98};    //测试数据
   print(arr,5);
   bubbleSort(arr,5);
        printf("排序后的结果：\n");
   print(arr,5);
   return0;
}



选择排序
百科名片每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法。
目录
排序简介基本思想复杂度排序过程C++语言
编辑本段排序简介排序算法即解决以下问题的算法：
输入：n个数的序列<a1,a2,a3,...,an>。
输出：原序列的一个重排<a1*,a2*,a3*,...,an*>；，使得a1*<=a2*<=a3*<=...<=an*。
排序算法有很多，包括插入排序，冒泡排序，堆排序，归并排序，选择排序，计数排序，基数排序，桶排序，快速排序等。插入排序，堆排序，选择排序，归并排序和快速排序，冒泡排序都是比较排序，它们通过对数组中的元素进行比较来实现排序，其他排序算法则是利用非比较的其他方法来获得有关输入数组的排序信息。
编辑本段基本思想n个记录的文件的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果：
①初始状态：无序区为R[1..n]，有序区为空。
②第1趟排序
在无序区R[1..n]中选出关键字最小的记录R[k]，将它与无序区的第1个记录R[1]交换，使R[1..1]和R[2..n]分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区。
……
③第i趟排序
第i趟排序开始时，当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n）。该趟排序从当前无序区中选出关键字最小的记录 R[k]，将它与无序区的第1个记录R交换，使R[1..i]和R分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区。
这样，n个记录的文件的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。
常见的选择排序细分为简单选择排序、树形选择排序（锦标赛排序）、堆排序。上述算法仅是简单选择排序的步骤。

　　
通俗点的解释：
对比数组中前一个元素跟后一个元素的大小，如果后面的元素比前面的元素小则用一个变量k来记住他的位置，接着第二次比较，前面“后一个元素”现在变成了“前一个元素”，继续跟他的“后一个元素”进行比较如果后面的元素比他要小则用变量k记住它在数组中的位置(下标)，等到循环结束的时候，我们应该找到了最小的那个数的下标了，然后进行判断，如果这个元素的下标不是第一个元素的下标，就让第一个元素跟他交换一下值，这样就找到整个数组中最小的数了。然后找到数组中第二小的数，让他跟数组中第二个元素交换一下值，以此类推。
　　
编辑本段复杂度  排序算法复杂度对比
选择排序的交换操作介于 0 和 (n - 1） 次之间。选择排序的比较操作为 n (n - 1） / 2 次之间。选择排序的赋值操作介于 0 和 3 (n - 1） 次之间。
比较次数O(n^2），比较次数与关键字的初始状态无关，总的比较次数N=(n-1）+(n-2）+...+1=n*(n-1）/2。交换次数O(n），最好情况是，已经有序，交换0次；最坏情况是，逆序，交换n-1次。交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CPU时间多，n值较小时，选择排序比冒泡排序快。
其他排序算法的复杂度如右图所示。
编辑本段排序过程【示例】：
初始关键字 [49 38 65 97 76 13 27 49]
第一趟排序后 13 [38 65 97 76 49 27 49]
第二趟排序后 13 27 [65 97 76 49 38 49]
第三趟排序后 13 27 38 [97 76 49 65 49]
第四趟排序后 13 27 38 49 [76 97 65 49 ]
第五趟排序后 13 27 38 49 49 [97 65 76]
第六趟排序后 13 27 38 49 49 65 [97 76]
第七趟排序后 13 27 38 49 49 65 76 [97]
最后排序结果 13 27 38 49 49 65 76 97
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
 
intmain(void)
{
   inta[10],i,j,tmp,b;
   srand(time(NULL));
   for(i=0;i<10;i++)
        a[i]=rand()%100;
   for(i=0;i<10;i++)
        printf("%3d",a[i]);
   printf("\n");
   for(i=0;i<9;i++)
   {
        tmp=i;
        for(j=i+1;j<10;j++)
         {
           if(a[tmp]>a[j])
           tmp=j;
        }
        if(i!=tmp)
        {
            b=a[tmp];
            a[tmp]=a[i];
            a[i]=b;
        }
   }
   for(i=0;i<10;i++)
   printf("%3d",a[i]);
   printf("\n");
   return0;
}



 谢尔排序-shell sort
2012-04-12 00:19 292人阅读 评论(0) 收藏 举报
算法语言存储c
谢尔排序又称缩小增量排序法，是由D.L.Shell在1959年提出的。
算法描述：
首先确定一个元素间隔数gap，然后将参加排序的序列按此间隔数从第一个元素开始依次分成若干个子序列，即分别将所有位置相隔为gap的元素视为一个子序列，在各个子序列中采用某种排序算法进行排序，然后减小间隔数，并重新将整个序列采用新的间隔数分成若干个子序列，再对子序列进行排序，然后再减小间隔数gap，直到gap = 1. 如：
输入数据：
a0 = 5. a1 = 12, a2 = 3, a3 = 45, a4 = 76, a5 = 98, a6 = 90, a7 = 12, a8 = 9, a9 = 66, a10 = 35, a11 = 99, a12 = 10;
第一趟排序的gap = 5，用插入排序算法排序由gap分隔而成的子数组：(a0, a5, a10), (a1, a6, a11), (a2, a7, a12), (a3, a8), (a4, a9)
排序结果：
a0 = 5, a1 = 12,  a2 = 3,  a3 = 9, a4 = 76, a5 = 35,  a6 = 90,  a7 = 10,  a8 = 45, a9 = 66, a10 = 98,  a11 = 99,  a12 = 12
第二趟排序的gap = 3，用插入排序算法排序由gap分隔而成的子数组：(a0, a3, a6, a9, a12), (a1, a4, a7, a10), (a2, a5, a8, a11)
排序结果：
a0 = 5, a1 = 10,  a2 = 3,  a3 = 9, a4 = 12, a5 = 35,  a6 = 12,  a7 = 76,  a8 = 45, a9 = 66, a10 = 98,  a11 = 99,  a12 = 90
第三趟排序的gap = 1， 对整个数组进行插入排序
由以上的分析可以知道：
1. 设定gap的值为 x，则由gap分隔而成的子数组就会有gap个，我们需要对这些子数组用插入排序算法排序。
2. 由于对子序列的排序导致元素之间的交换间隔很大，所以该排序方法是不稳定的排序方法。

先看伪代码：
[cpp] view plaincopyprint?
//gaps中存储的是划分的间隔数gap，依次减小到1  
for gap in gaps  
    for (i = 0; i < gap; ++i)      //i 控制对所有的由gap分隔成的子序列进行排序  
        //以下的代码就是对每个子序列进行插入排序  
        for(j = i + gap; j < n; ++j)    //j 控制对每个子序列进行插入排序的趟数  
            k = j - gap;  
            temp = array[j];  
            if(k >= i and temp < array[k])  
                array[k + gap] = array[k]  
                k -= gap  
            array[k + gap] = temp  

下面的代码是我用C语言写的，我这里取的gap = n，然后 gap /= 2, 直到gap = 1
[cpp] view plaincopyprint?
#include <stdlib.h>  
#include <stdio.h>  
  
void print_array(int array[], int size)  
{  
    int i;  
    for( i = 0 ; i < size ; ++i )  
    {  
        printf("%d ", array[i]);  
    }  
    printf("\n");  
}  
  
void insertSort(int array[], int first, int n, int gap)  
{  
    int i, j, temp;  
    for( i = first + gap ; i < n ; i += gap )  
    {  
        j = i - gap;  
        temp = array[i];  
        while( j >= first && temp < array[j] )  
        {  
            array[j + gap] = array[j];  
            j -= gap;  
        }  
        array[j + gap] = temp;  
    }   
}  
  
void shellSort(int array[], int n)  
{  
    int i, j, gap = n;  
    while( gap > 1 )  
    {  
        gap = gap / 2;  
        for( i = 0 ; i < gap ; ++i )  
        {  
            insertSort(array, i, n, gap);  
        }  
        //print_array(array, n);  
    }  
}  
  
int main()  
{  
    int array[] = {5, 12, 3, 45, 76, 98, 90, 12, 9, 66, 35, 99, 10};  
    int size = sizeof(array) / sizeof(int);  
    shellSort(array, size);  
    print_array(array, size);  
}  

上面的shell排序编码是严格按照算法思路来编写的，其实可以直接用如下的编码代替，具体不再阐述。
[cpp] view plaincopyprint?
void shellSort(int array[], int n)  
{  
    for(int gap = n/2; gap > 0; gap /= 2)  
        for(int i = gap; i < n; ++i)  
        {  
            int temp = array[i];  
            int j = i - gap;  
            while(j >= 0 && temp < array[j])  
            {  
                array[j+gap] = array[j];  
                j -= gap;  
            }  
            array[j+gap] = temp;  
        }  
} 