源码网商城,靠谱的源码在线交易网站 我的订单 购物车 帮助

源码网商城

算法系列15天速成 第三天 七大经典排序【下】

  • 时间:2022-04-20 00:35 编辑: 来源: 阅读:
  • 扫一扫,手机访问
摘要:算法系列15天速成 第三天 七大经典排序【下】
直接插入排序:        这种排序其实蛮好理解的,很现实的例子就是俺们斗地主,当我们抓到一手乱牌时,我们就要按照大小梳理扑克,30秒后,    扑克梳理完毕,4条3,5条s,哇塞......  回忆一下,俺们当时是怎么梳理的。        最左一张牌是3,第二张牌是5,第三张牌又是3,赶紧插到第一张牌后面去,第四张牌又是3,大喜,赶紧插到第二张后面去,    第五张牌又是3,狂喜,哈哈,一门炮就这样产生了。      怎么样,生活中处处都是算法,早已经融入我们的生活和血液。           下面就上图说明:             [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201311/2013111013344496.jpg[/img]       看这张图不知道大家可否理解了,在插入排序中,数组会被划分为两种,“有序数组块”和“无序数组块”,         对的,第一遍的时候从”无序数组块“中提取一个数20作为有序数组块。      第二遍的时候从”无序数组块“中提取一个数60有序的放到”有序数组块中“,也就是20,60。      第三遍的时候同理,不同的是发现10比有序数组的值都小,因此20,60位置后移,腾出一个位置让10插入。      然后按照这种规律就可以全部插入完毕。
[u]复制代码[/u] 代码如下:
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace InsertSort {     public class Program     {         static void Main(string[] args)         {             List<int> list = new List<int>() { 3, 1, 2, 9, 7, 8, 6 };             Console.WriteLine("排序前:" + string.Join(",", list));             InsertSort(list);             Console.WriteLine("排序后:" + string.Join(",", list));         }         static void InsertSort(List<int> list)         {             //无须序列             for (int i = 1; i < list.Count; i++)             {                 var temp = list[i];                 int j;                 //有序序列                 for (j = i - 1; j >= 0 && temp < list[j]; j--)                 {                     list[j + 1] = list[j];                 }                 list[j + 1] = temp;             }         }     } }
[img]http://files.jb51.net/file_images/article/201311/2013111013344497.png[/img] 希尔排序:         观察一下”插入排序“:其实不难发现她有个缺点:               如果当数据是”5, 4, 3, 2, 1“的时候,此时我们将“无序块”中的记录插入到“有序块”时,估计俺们要崩盘,        每次插入都要移动位置,此时插入排序的效率可想而知。          shell根据这个弱点进行了算法改进,融入了一种叫做“缩小增量排序法”的思想,其实也蛮简单的,不过有点注意的就是:   增量不是乱取,而是有规律可循的。[img]http://files.jb51.net/file_images/article/201311/2013111013344498.jpg[/img] 首先要明确一下增量的取法:       第一次增量的取法为: d=count/2;       第二次增量的取法为:  d=(count/2)/2;       最后一直到: d=1; 看上图观测的现象为:         d=3时:将40跟50比,因50大,不交换。                    将20跟30比,因30大,不交换。                    将80跟60比,因60小,交换。         d=2时:将40跟60比,不交换,拿60跟30比交换,此时交换后的30又比前面的40小,又要将40和30交换,如上图。                    将20跟50比,不交换,继续将50跟80比,不交换。         d=1时:这时就是前面讲的插入排序了,不过此时的序列已经差不多有序了,所以给插入排序带来了很大的性能提高。 既然说“希尔排序”是“插入排序”的改进版,那么我们就要比一下,在1w个数字中,到底能快多少? 下面进行一下测试:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading; using System.Diagnostics; namespace ShellSort {     public class Program     {         static void Main(string[] args)         {             //5次比较             for (int i = 1; i <= 5; i++)             {                 List<int> list = new List<int>();                 //插入1w个随机数到数组中                 for (int j = 0; j < 10000; j++)                 {                     Thread.Sleep(1);                     list.Add(new Random((int)DateTime.Now.Ticks).Next(10000, 1000000));                 }                 List<int> list2 = new List<int>();                 list2.AddRange(list);                 Console.WriteLine("\n第" + i + "次比较:");                 Stopwatch watch = new Stopwatch();                 watch.Start();                 InsertSort(list);                 watch.Stop();                 Console.WriteLine("\n插入排序耗费的时间:" + watch.ElapsedMilliseconds);                 Console.WriteLine("输出前十个数:" + string.Join(",", list.Take(10).ToList()));                 watch.Restart();                 ShellSort(list2);                 watch.Stop();                 Console.WriteLine("\n希尔排序耗费的时间:" + watch.ElapsedMilliseconds);                 Console.WriteLine("输出前十个数:" + string.Join(",", list2.Take(10).ToList()));             }         }         ///<summary> /// 希尔排序 ///</summary> ///<param name="list"></param>         static void ShellSort(List<int> list)         {             //取增量             int step = list.Count / 2;             while (step >= 1)             {                 //无须序列                 for (int i = step; i < list.Count; i++)                 {                     var temp = list[i];                     int j;                     //有序序列                     for (j = i - step; j >= 0 && temp < list[j]; j = j - step)                     {                         list[j + step] = list[j];                     }                     list[j + step] = temp;                 }                 step = step / 2;             }         }         ///<summary> /// 插入排序 ///</summary> ///<param name="list"></param>         static void InsertSort(List<int> list)         {             //无须序列             for (int i = 1; i < list.Count; i++)             {                 var temp = list[i];                 int j;                 //有序序列                 for (j = i - 1; j >= 0 && temp < list[j]; j--)                 {                     list[j + 1] = list[j];                 }                 list[j + 1] = temp;             }         }     } }
截图如下: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201311/20131110133444101.png[/img]   看的出来,希尔排序优化了不少,w级别的排序中,相差70几倍哇。 归并排序:        个人感觉,我们能容易看的懂的排序基本上都是O (n^2),比较难看懂的基本上都是N(LogN),所以归并排序也是比较难理解的,尤其是在代码  编写上,本人就是搞了一下午才搞出来,嘻嘻。 首先看图: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201311/20131110133444102.jpg[/img] 归并排序中中两件事情要做:             第一: “分”,  就是将数组尽可能的分,一直分到原子级别。             第二: “并”,将原子级别的数两两合并排序,最后产生结果。 代码:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace MergeSort {     class Program     {         static void Main(string[] args)         {             int[] array = { 3, 2, 1, 8, 9, 0 };             MergeSort(array, new int[array.Length], 0, array.Length - 1);             Console.WriteLine(string.Join(",", array));         }         ///<summary> /// 数组的划分 ///</summary> ///<param name="array">待排序数组</param> ///<param name="temparray">临时存放数组</param> ///<param name="left">序列段的开始位置,</param> ///<param name="right">序列段的结束位置</param>         static void MergeSort(int[] array, int[] temparray, int left, int right)         {             if (left < right)             {                 //取分割位置                 int middle = (left + right) / 2;                 //递归划分数组左序列                 MergeSort(array, temparray, left, middle);                 //递归划分数组右序列                 MergeSort(array, temparray, middle + 1, right);                 //数组合并操作                 Merge(array, temparray, left, middle + 1, right);             }         }         ///<summary> /// 数组的两两合并操作 ///</summary> ///<param name="array">待排序数组</param> ///<param name="temparray">临时数组</param> ///<param name="left">第一个区间段开始位置</param> ///<param name="middle">第二个区间的开始位置</param> ///<param name="right">第二个区间段结束位置</param>         static void Merge(int[] array, int[] temparray, int left, int middle, int right)         {             //左指针尾             int leftEnd = middle - 1;             //右指针头             int rightStart = middle;             //临时数组的下标             int tempIndex = left;             //数组合并后的length长度             int tempLength = right - left + 1;             //先循环两个区间段都没有结束的情况             while ((left <= leftEnd) && (rightStart <= right))             {                 //如果发现有序列大,则将此数放入临时数组                 if (array[left] < array[rightStart])                     temparray[tempIndex++] = array[left++];                 else                     temparray[tempIndex++] = array[rightStart++];             }             //判断左序列是否结束             while (left <= leftEnd)                 temparray[tempIndex++] = array[left++];             //判断右序列是否结束             while (rightStart <= right)                 temparray[tempIndex++] = array[rightStart++];             //交换数据             for (int i = 0; i < tempLength; i++)             {                 array[right] = temparray[right];                 right--;             }         }     } }
结果图: [img]http://files.jb51.net/file_images/article/201311/20131110133444103.png[/img] ps: 插入排序的时间复杂度为:O(N^2)      希尔排序的时间复杂度为:平均为:O(N^3/2)                                        最坏: O(N^2)      归并排序时间复杂度为: O(NlogN)                 空间复杂度为:  O(N) 
  • 全部评论(0)
联系客服
客服电话:
400-000-3129
微信版

扫一扫进微信版
返回顶部