程序員必知8大排序3大搜索圖文詳細教程

程序員必知8大排序3大查找教程

要編寫出優(yōu)秀的代碼同樣要扎實的基礎(chǔ)，如果排序和查找算法學的不好，怎么對程序的性能進行優(yōu)化？每天都在叫囂自己會什么技術(shù)，什么框架，可否意識到你每天都在被這些新名詞、新技術(shù)所迷惑，.NET、XML等等技術(shù)固然誘人，可是如果自己的基礎(chǔ)不扎實，就像是在云里霧里行走一樣，只能看到眼前，不能看到更遠的地方。

這些新鮮的技術(shù)掩蓋了許多底層的原理，要想真正的學習技術(shù)還是走下云端，扎扎實實的把基礎(chǔ)知識學好，有了這些基礎(chǔ)，要掌握那些新技術(shù)也就很容易了。

廢話不多說，本文要介紹的這些排序算法就是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，程序員必知！

1、直接插入排序

（1）基本思想：在要排序的一組數(shù)中，假設(shè)前面(n-1) [n>=2] 個數(shù)已經(jīng)是排

好順序的，現(xiàn)在要把第n個數(shù)插到前面的有序數(shù)中，使得這n個數(shù)

也是排好順序的。如此反復循環(huán)，直到全部排好順序。

（2）實例

2、希爾排序（也稱最小增量排序）

（1）基本思想：算法先將要排序的一組數(shù)按某個增量d（n/2,n為要排序數(shù)的個數(shù)）分成若干組，每組中記錄的下標相差d.對每組中全部元素進行直接插入排序，然后再用一個較小的增量（d/2）對它進行分組，在每組中再進行直接插入排序。當增量減到1時，進行直接插入排序后，排序完成。

（2）實例：

3、簡單選擇排序

（1）基本思想：在要排序的一組數(shù)中，選出最小的一個數(shù)與第一個位置的數(shù)交換；

然后在剩下的數(shù)當中再找最小的與第二個位置的數(shù)交換，如此循環(huán)到倒數(shù)第二個數(shù)和最后一個數(shù)比較為止。

（2）實例：

4、堆排序

（1）基本思想：堆排序是一種樹形選擇排序，是對直接選擇排序的有效改進。

堆的定義如下：具有n個元素的序列（h1,h2,...,hn),當且僅當滿足（hi>=h2i,hi>=2i+1）或（hi<=h2i,hi<=2i+1）(i=1,2,...,n/2)時稱之為堆。在這里只討論滿足前者條件的堆。由堆的定義可以看出，堆頂元素（即第一個元素）必為最大項（大頂堆）。完全二叉樹可以很直觀地表示堆的結(jié)構(gòu)。堆頂為根，其它為左子樹、右子樹。初始時把要排序的數(shù)的序列看作是一棵順序存儲的二叉樹，調(diào)整它們的存儲序，使之成為一個堆，這時堆的根節(jié)點的數(shù)最大。然后將根節(jié)點與堆的最后一個節(jié)點交換。然后對前面(n-1)個數(shù)重新調(diào)整使之成為堆。依此類推，直到只有兩個節(jié)點的堆，并對它們作交換，最后得到有n個節(jié)點的有序序列。從算法描述來看，堆排序需要兩個過程，一是建立堆，二是堆頂與堆的最后一個元素交換位置。所以堆排序有兩個函數(shù)組成。一是建堆的滲透函數(shù)，二是反復調(diào)用滲透函數(shù)實現(xiàn)排序的函數(shù)。

（2）實例：

初始序列：46,79,56,38,40,84

建堆：

交換，從堆中踢出最大數(shù)

剩余結(jié)點再建堆，再交換踢出最大數(shù)

依次類推：最后堆中剩余的最后兩個結(jié)點交換，踢出一個，排序完成。

5、冒泡排序

（1）基本思想：在要排序的一組數(shù)中，對當前還未排好序的范圍內(nèi)的全部數(shù)，自上而下對相鄰的兩個數(shù)依次進行比較和調(diào)整，讓較大的數(shù)往下沉，較小的往上冒。即：每當兩相鄰的數(shù)比較后發(fā)現(xiàn)它們的排序與排序要求相反時，就將它們互換。

（2）實例：

未完待續(xù)，第二篇將介紹剩余3大排序，排序穩(wěn)定性，復雜度!

希望我的這個大家有所幫助，記得在這篇日志下面或者主頁的留言板中留下你們的建議和反饋，這些對我們是最寶貴的財富，預祝大家快樂！有問題大家積極回帖討論下哈！

6、快速排序

（1）基本思想：選擇一個基準元素,通常選擇第一個元素或者最后一個元素,通過一趟掃描，將待排序列分成兩部分,一部分比基準元素小,一部分大于等于基準元素,此時基準元素在其排好序后的正確位置,然后再用同樣的方法遞歸地排序劃分的兩部分。

（2）實例：

上圖中將待排序列分成兩部分,一部分比基準元素小,一部分大于基準元素,然后對這兩部分重復上圖的求解過程。

（這只是快速排序的一種實現(xiàn)方式，個人認為比較容易理解）

7、歸并排序

（1）基本排序：歸并（Merge）排序法是將兩個（或兩個以上）有序表合并成一個新的有序表，即把待排序序列分為若干個子序列，每個子序列是有序的。然后再把有序子序列合并為整體有序序列。

（2）實例：

8、基數(shù)排序

（1）基本思想：將所有待比較數(shù)值（正整數(shù)）統(tǒng)一為同樣的數(shù)位長度，數(shù)位較短的數(shù)前面補零。然后，從最低位開始，依次進行一次排序。這樣從最低位排序一直到最高位排序完成以后,數(shù)列就變成一個有序序列。

（2）實例：

穩(wěn)定性說明：排序前，2（或者更多）個相等的數(shù)在序列的前后位置順序和排序后它們在序列中的前后位置順序一樣。

實例：

待排序數(shù)列：5,4,8,6,1,8,7,9

排序結(jié)果：1,4,5,6,7,8,8,9

穩(wěn)定：1,4,5,6,7,8,8,9

不穩(wěn)定：1,4,5,6,7,8,8,9

說明：對比紅色的8和紫色的8，看他們排序前后的位置。排序前，紅8在紫8前面，如果排序后紅8仍然在紫8前面，則排序算法穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定。

現(xiàn)在我們分析一下8種排序算法的穩(wěn)定性。

（請網(wǎng)友結(jié)合前面的排序基本思想來理解排序的穩(wěn)定性（8種排序的基本思想已經(jīng)在前面說過，這里不再贅述）不然可能有些模糊）

（1）直接插入排序：一般插入排序，比較是從有序序列的最后一個元素開始，如果比它大則直接插入在其后面，否則一直往前比。如果找到一個和插入元素相等的，那么就插入到這個相等元素的后面。插入排序是穩(wěn)定的。

（2）希爾排序：希爾排序是按照不同步長對元素進行插入排序，一次插入排序是穩(wěn)定的，不會改變相同元素的相對順序，但在不同的插入排序過程中，相同的元素可能在各自的插入排序中移動，穩(wěn)定性就會被破壞，所以希爾排序不穩(wěn)定。

（3）簡單選擇排序：在一趟選擇，如果當前元素比一個元素小，而該小的元素又出現(xiàn)在一個和當前元素相等的元素后面，那么交換后穩(wěn)定性就被破壞了。光說可能有點模糊，來看個小實例：858410，第一遍掃描，第1個元素8會和4交換，那么原序列中2個8的相對前后順序和原序列不一致了，所以選擇排序不穩(wěn)定。

（4）堆排序：堆排序的過程是從第n/2開始和其子節(jié)點共3個值選擇最大(大頂堆)或者最小(小頂堆),這3個元素之間的選擇當然不會破壞穩(wěn)定性。但當為n/2-1, n/2-2, ...這些父節(jié)點選擇元素時，有可能第n/2個父節(jié)點交換把后面一個元素交換過去了，而第n/2-1個父節(jié)點把后面一個相同的元素沒有交換，所以堆排序并不穩(wěn)定。

（5）冒泡排序：由前面的內(nèi)容可知，冒泡排序是相鄰的兩個元素比較，交換也發(fā)生在這兩個元素之間，如果兩個元素相等，不用交換。所以冒泡排序穩(wěn)定。

（6）快速排序：在中樞元素和序列中一個元素交換的時候，很有可能把前面的元素的穩(wěn)定性打亂。還是看一個小實例：6 4 4 5 4 7 8 9，第一趟排序，中樞元素6和第三個4交換就會把元素4的原序列破壞，所以快速排序不穩(wěn)定。

（7）歸并排序：在分解的子列中，有1個或2個元素時，1個元素不會交換，2個元素如果大小相等也不會交換。在序列合并的過程中，如果兩個當前元素相等時，我們把處在前面的序列的元素保存在結(jié)果序列的前面，所以，歸并排序也是穩(wěn)定的。

（8）基數(shù)排序：是按照低位先排序，然后收集；再按照高位排序，然后再收集；依次類推，直到最高位。有時候有些屬性是有優(yōu)先級順序的，先按低優(yōu)先級排序，再按高優(yōu)先級排序，最后的次序就是高優(yōu)先級高的在前，高優(yōu)先級相同的低優(yōu)先級高的在前�；鶖�(shù)排序基于分別排序，分別收集，所以是穩(wěn)定的。

8種排序的分類，穩(wěn)定性，時間復雜度和空間復雜度總結(jié)：