序言
你只管努力,其他交给时间,时间会证明一切。
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决定开一个算法专栏,希望能帮助大家很好的了解算法。主要深入解析每个算法,从概念到示例。
我们一起努力,成为更好的自己!
今天第一讲,讲一下排序算法
1 基础介绍
排序算法是很常见的一类问题,主要是将一组数据按照某种规则进行排序。
以下是一些常见的排序算法:
冒泡排序(Bubble Sort)
插入排序(Insertion Sort)
选择排序(Selection Sort)
归并排序(Merge Sort)
快速排序(Quick Sort)
堆排序(Heap Sort)
这些排序算法各有特点,可以根据具体需求选择适合的算法。在实际应用中,常常需要综合考虑时间复杂度、空间复杂度、稳定性等因素进行选择。
今天先来看一下比较简单的冒泡排序
冒泡排序
原理介绍
冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单的排序算法,其基本思想是对待排序的元素从前向后依次比较相邻的两个元素,如果顺序不对则交换它们的位置,一轮比较下来,最大的元素就会“冒泡”到数组的末尾。
重复这个过程,直到没有需要交换的元素为止,排序完成。
时间复杂度
冒泡排序的时间复杂度是O(n^2),空间复杂度是O(1),
适用场景
冒泡排序,它是一种稳定的排序算法,适用于处理小规模数据。不适合处理大规模数据,对于大规模数据的排序效率不高,不推荐使用。
当需要对大规模数据进行排序时,可以考虑其他排序算法,如归并排序、快速排序等。
示例讲解
下面是一个冒泡排序的示例,对如下数组进行排序:[5, 3, 8, 4, 2]
第一轮比较:
5, 3, 8, 4, 2 -> 3, 5, 8, 4, 2
3, 5, 8, 4, 2 -> 3, 5, 4, 8, 2
3, 5, 4, 8, 2 -> 3, 5, 4, 2, 8
第一轮比较结束,最大的元素 8 已经被移动到了数组的末尾。
第二轮比较:
3, 5, 4, 2, 8 -> 3, 4, 5, 2, 8
3, 4, 5, 2, 8 -> 3, 4, 2, 5, 8
第二轮比较结束,次大的元素 5 已经被移动到了数组的倒数第二个位置。
第三轮比较:
3, 4, 2, 5, 8 -> 3, 2, 4, 5, 8
第三轮比较结束,次次大的元素 4 已经被移动到了数组的倒数第三个位置。
第四轮比较:
3, 2, 4, 5, 8 -> 2, 3, 4, 5, 8
第四轮比较结束,最小的元素 2 已经被移动到了数组的第一个位置。
经过四轮比较,数组已经被排好序了。
代码实现
python实现
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
# 外层循环控制排序的轮数
for i in range(n):
# 内层循环控制每一轮的比较和交换
for j in range(0, n-i-1):
# 如果前一个元素大于后一个元素,则交换它们的位置
if arr[j] > arr[j+1]:
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
# 测试代码
arr = [5, 3, 8, 4, 2]
bubble_sort(arr)
print(arr)
执行结果
java 实现
public class BubbleSort {
public static void bubbleSort(int[] arr) {
int n = arr.length;
// 外层循环控制排序的轮数
for (int i = 0; i < n; i++) {
// 内层循环控制每一轮的比较和交换
for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
// 如果前一个元素大于后一个元素,则交换它们的位置
if (arr[j] > arr[j+1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
// 测试代码
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5, 3, 8, 4, 2};
bubbleSort(arr);
for (int i : arr) {
System.out.print(i + " ");
}
}
}
运行结果
今天算法就到这里啦,下期见~
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