复试数据结构之排序知识点+简答题
排序方法的选用一般考虑的原则有:(1)待排序的记录个数n,(2)记录的大小;(3)关键字的分布情况;(4)对排序稳定性的要求等。
平均时间性能
时间复杂度为 O(nlogn) :快速排序、堆排序和归并排序 时间复杂度为 O(n2):直接插入排序、起泡排序和简单选择排序
时间复杂度为 O(d×n): 基数排序
当待排记录序列按关键字顺序有序时 直接插入排序和起泡排序能达到O(n)的时间复杂度,快速排序的时间性能蜕化为O(n2) 。
简单选择排序、堆排序和归并排序的时间性能不随记录序列中关键字的分布而改变
空间性能指的是排序过程中所需的辅助空间大小
所有的简单排序方法(包括:直接插入、起泡和简单选择) 和堆排序的空间复杂度为O(1);
快速排序为O(logn),为递归程序执行过程中,栈所需的辅助空间;
归并排序和基数排序所需辅助空间最多,其空间复杂度为 O(n);
对各种内部排序的概括与总结?
排序:是指把一个任意元素的序列排列成一个按关键字key有序的序列。内部排序包括:插入排
序、选择排序、交换排序、归并排序、基数排序。其中插入排序包括:直接插入排序、折半插入
排序、希尔排序;选择排序包括:简单选择排序,堆排序;交换排序包括:冒泡排序、快速排
序。
(1)直接插入排序(稳定):基本思想为:将序列分为有序部分和无序部分,从无序部分依次选
择元素与有序部分比较找到合适的位置,将原来的元素往后移,将元素插入到相应位置上。时间
复杂度为:O(n^2),空间复杂度为O(1)
(2)折半插入排序(稳定):基本思想为:设置三个变量low high mid,令mid=(low+high)/2,
若a[mid]>key,则令high=mid-1,否则令low=mid+1,直到low>high时停止循环,对序列中的每个元
素做以上处理,找到合适位置将其他元素后移进行插入。他的比较次数为O(nlog2n),但是因为要
后移,因此时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。 优点是:比较次数大大减少。
(3)希尔排序(不稳定):基本思想为:先将序列分为若干个子序列,对各子序列进行直接插入
排序,等到序列基本有序时再对整个序列进行一次直接插入排序。优点是:让关键字值小的元素
能够很快移动到前面,且序列基本有序时进行直接插入排序时间效率会提升很多,空间复杂度为
O(1)。
(4)简单选择排序(不稳定):基本思想为:将序列分为2部分,每经过一趟就在无序部分找到
一个最小值然后与无序部分的第一个元素交换位置。优点是:实现起来特别简单,缺点是:每一
趟只能确定一个元素的位置,时间效率低。时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。
(5)堆排序(不稳定):设有一个任意序列,k1,k2,...,kn,当满足下面特点时称之为堆:让此序
列排列成完全二叉树,该树具有以下特点,该树中任意节点均大于或小于其左右孩子,此树的根
节点为最大值或者最小值。优点是:对大文件效率明显提高,但对小文件效率不明显。时间复杂
度为O(nlog2n),空间复杂度为O(1)。
(6)冒泡排序(稳定):基本思路为:每一趟都将元素进行两两比较,并且按照“前小后大”的规
则进行交换。优点是:每一趟不仅能找到一个最大的元素放到序列后面,而且还把其他元素理
顺,如果下一趟排序没有发生交换则可以提前结束排序。时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为
O(1)。
(7)快速排序(不稳定):基本思路为:在序列中任意选择一个元素作为中心,比它大的元素一
律向后移动,比它小的元素一律向前移动,形成左右两个子序列,再把子序列按上述操作进行调
整,直到所有的子序列中都只有一个元素时序列即为有序。优点是:每一趟不仅能确定一个元
素,时间效率较高。时间复杂度为O(nlog2n),空间复杂度为O(log2n).
(8)归并排序(稳定):基本思想为:把两个或者两个以上的有序表合并成一个新的有序表。时
间复杂度为O(nlogn),空间复杂度和待排序的元素个数相同。
(9)基数排序:时间复杂度为:对于n个记录进行链式基数排序的时间复杂度为O(d(n+rd)),其
中每一趟分配的时间复杂度为O(n),回收的时间复杂度为O(rd)
直接插入排序、冒泡排序和简单选择排序是基本的排序方法,它们主要用于元素个数n不是很大(n
< 10000) 的情形。
对于中等规模的元素序列(n <=1000), 希尔排序是一种很好的选择。
对于元素个数n 很大的情况,可以采用快排、堆排序、归并排序或基数排序,其中快排和堆排序
都是不稳定的,而归并排序和基数排序是稳定的排序算法。