排序算法(Sorting algorithm)最常用的算法之一,是一种能将一串数据依照特定排序方式进行排列的一种算法(维基百科)。排序算法的输出必须遵守下列两个原则:
- 输出结果为递增串行(递增是针对所需的排序顺序而言)
- 输出结果是原输入的一种排列、或是重组
虽然排序算法是一个简单的问题,但是从计算机科学发展以来,在此问题上已经有大量的研究。举例而言,冒泡排序在1956年就已经被研究。虽然大部分人认为这是一个已经被解决的问题,有用的新算法仍在不断的被发明。(例子:图书馆排序在2004年被发表)
理论 计算复杂性理论 大O符号 全序关系 列表 稳定性 比较排序 自适应排序 排序网络 整数排序
交换排序 **冒泡排序** 鸡尾酒排序 奇偶排序 梳排序 侏儒排序 **快速排序** 臭皮匠排序 Bogo排序
选择排序 选择排序 堆排序 平滑排序 笛卡尔树排序 锦标赛排序 圈排序
插入排序 插入排序 希尔排序 Splay排序 二叉查找树排序 图书馆排序 耐心排序
归并排序 归并排序 梯级归并排序 振荡归并排序 多相归并排序 列表排序
分布排序 美国旗帜排序 珠排序 桶排序 爆炸排序 **计数排序** 鸽巢排序 相邻图排序 基数排序 闪电排序 插值排序
并发排序 双调排序器 Batcher归并网络 两两排序网络
混合排序 块排序 Tim排序 内省排序 Spread排序 J排序
其他 拓扑排序 煎饼排序 意粉排序
在以下列表中,n是要被排序的纪录数量以及k是不同键值的数量。
- 冒泡排序(bubble sort)— O(n2)
- 鸡尾酒排序(cocktail sort,双向的冒泡排序)—O(n2)
- 插入排序(insertion sort)—O(n2)
- 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
- 归并排序(merge sort)—O(n log n);需要O(n)额外空间
- 原地归并排序— O(n2)
- 二叉排序树排序(binary tree sort)— O(n log n)期望时间; O(n2)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
- 侏儒排序(gnome sort)— O(n2)
- 图书馆排序(library sort)— O(n log n) with high probability,需要(1+ε)n额外空间
- 选择排序(selection sort)—O(n2)
- 希尔排序(shell sort)—O(n log n)如果使用最佳的现在版本
- 组合排序— O(n log n)
- 堆排序(heap sort)—O(n log n)
- 平滑排序(smooth sort)— O(n log n)
- 快速排序(quick sort)—O(n log n)期望时间, O(n2)最坏情况;对于大的、乱数列表一般相信是最快的已知排序
- 内省排序(introsort)—O(n log n)
- 耐心排序(patience sort)—O(n log 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)
- Bogo排序— O(n × n!),最坏的情况下期望时间为无穷。
- Stupid排序—O(n3);递归版本需要O(n2)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
- 臭皮匠排序(stooge sort)算法简单,但需要约n^2.7的时间
- 冒泡排序O(n2)
- 选择排序O(n2)
- 插入排序O(n2)
- 归并排序O(n log n)
- 堆排序O(n log n)
- 快速排序O(n log n)
- 希尔排序O(n1.25)
- 基数排序O(n)
说明:虽然完全逆序的情况下,快速排序会降到选择排序的速度,不过从概率角度来说(参考信息学理论,和概率学),不对算法做编程上优化时,快速排序的平均速度比堆排序要快一些。
- 快速排序
- 计数排序
- 梳排序
- 堆排序
- 归并排序
- 希尔排序
- 选择排序
- 插入排序
- 地精排序
- 联合冒泡排序
- 鸡尾酒排序
- 冒泡排序
- 奇偶排序
- 使用标志的冒泡排序
快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法(维基百科)。在平均状况下,排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来,且在大部分真实世界的数据,可以决定设计的选择,减少所需时间的二次方项之可能性。
快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个串行(list)分为两个子串行(sub-lists)。
- 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot),重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。
- 在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
- 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
function quickSort(arr,campfunc,left,right){
if(arguments.length <2){
campfunc = quickSort.comp;
}
if(arguments.length != 4){
left = 0;
right = arr.length -1;
}
if(left > right){
return ;
}
var index = quickSort.partition(arr,campfunc,left,right);
quickSort(arr,campfunc,left,index-1);
quickSort(arr,campfunc,index + 1, right);
}
quickSort.comp = function (a,b){
return a > b;
};
quickSort.swap = function (arr,lIndex,rIndex){
var temp = arr[lIndex];
arr[lIndex] = arr[rIndex];
arr[rIndex] = temp;
};
quickSort.partition = function (arr,campfunc,left,right){
var index = left;
var pivot = arr[index];
quickSort.swap(arr,index,right);
for(var i = left; i < right; i++){
if(campfunc(arr[i],pivot)){
quickSort.swap(arr,index++,i);
}
}
quickSort.swap(arr,right,index);
return index;
};
var arr = [5, 3, 7, 4, 1, 9, 8, 6, 2];
quickSort(arr,function(a,b){return a < b;});
console.log(arr);
归并排序(Merge sort,台湾译作:合并排序)是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用
- 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列
- 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
- 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置
- 重复步骤3直到某一指针达到序列尾
- 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
堆积排序(Heapsort)是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。
(比较复杂,自己上网查吧)
选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素,然后放到排序序列末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。
冒泡排序(Bubble Sort,台湾译为:泡沫排序或气泡排序)是一种简单的排序算法(维基百科)。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。
- 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。
//伪代码
function bubblesort (A : list[0..n-1]) {
var int i, j;
for i from n-1 downto 0 {
for j from 0 to i {
if (A[j] > A[j+1])
swap(A[j], A[j+1])
}
}
}
//JavaScript实现
function bubbleSort(arr){
var i=arr.length, j;
var tempExchangVal;
while(i>0){
for(j=0;j<i-1;j++){
if(arr[j]>arr[j+1]){
tempExchangVal = arr[j];
arr[j]=arr[j+1];
arr[j+1]=tempExchangVal;
}
}
i--;
}
return arr;
}
var arr = [3,2,4,9,1,5,7,6,8];
var arrSorted = bubbleSort(arr);
console.log(arrSorted);
//alert(arrSorted);
插入排序(Insertion Sort)的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。插入排序在实现上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的额外空间的排序),因而在从后向前扫描过程中,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。
- 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
- 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
- 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
- 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
- 将新元素插入到该位置中
- 重复步骤2~5
如果比较操作的代价比交换操作大的话,可以采用二分查找法来减少比较操作的数目。该算法可以认为是插入排序的一个变种,称为二分查找排序。
//JavaScript实现
Array.prototype.insert_sort = function(){
var len=this.lenght,
key,
t;
for (j=1;j<len;j++ ){
//从阵列第二个元素开始回圈。
key=this[j];
t=j-1;
while (t>=0 && this[t]>key){
this[t+1]=this[t];
this[t]=key;//如果回圈到的元素比其前一个元素大,则互换其位置。
t--;
}
}
return this;
}
希尔排序,也称递减增量排序算法,是插入排序的一种高速而稳定的改进版本。
希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的:
- 插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时, 效率高, 即可以达到线性排序的效率
- 但插入排序一般来说是低效的, 因为插入排序每次只能将数据移动一位
计数排序(Counting sort)是一种稳定的排序算法。计数排序使用一个额外的数组C,其中第i个元素是待排序数组A中值等于i的元素的个数。然后根据数组C来将A中的元素排到正确的位置。
当输入的元素是 n 个 0 到 k 之间的整数时,它的运行时间是 Θ(n + k)。计数排序不是比较排序,排序的速度快于任何比较排序算法。
由于用来计数的数组C的长度取决于待排序数组中数据的范围(等于待排序数组的最大值与最小值的差加上1),这使得计数排序对于数据范围很大的数组,需要大量时间和内存。例如:计数排序是用来排序0到100之间的数字的最好的算法,但是它不适合按字母顺序排序人名。但是,计数排序可以用在基数排序中的算法来排序数据范围很大的数组。
通俗地理解,例如有10个年龄不同的人,统计出有8个人的年龄比A小,那A的年龄就排在第9位,用这个方法可以得到其他每个人的位置,也就排好了序。当然,年龄有重复时需要特殊处理(保证稳定性),这就是为什么最后要反向填充目标数组,以及将每个数字的统计减去1的原因。 算法的步骤如下:
- 找出待排序的数组中最大和最小的元素
- 统计数组中每个值为i的元素出现的次数,存入数组C的第i项
- 对所有的计数累加(从C中的第一个元素开始,每一项和前一项相加)
- 反向填充目标数组:将每个元素i放在新数组的第C(i)项,每放一个元素就将C(i)减去1
//JavaScript实现
Array.prototype.count_sort = function(){
var len=this.lenght,
key,
t;
return this;
}







