常见排序算法的性能以及应用场景

发布时间:2025-01-03 21:55

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常见排序算法的性能以及应用场景

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悟空爱洗头 于 2019-03-30 17:12:30 发布

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文章目录 1. 排序算法的性能总结1.1按平均时间复杂度将排序分为四类:1.2按稳定性将排序算法分为两类: 2.排序算法的应用场景2.1 桶排序的应用场景2.2 快速排序的应用场景2.3希尔排序的应用场景 1. 排序算法的性能总结 1.1按平均时间复杂度将排序分为四类: 平方阶(O(n2))排序
包括:直接插入、直接选择和冒泡排序;线性对数阶(O(nlgn))排序
包括:
快速快速、堆排序和归并排序;O(n1+£)阶排序
包括:(£是介于0和1之间的常数)希尔排序;线性阶(O(n))排序排序
包括:桶(箱)排序和基数排序。 1.2按稳定性将排序算法分为两类: 具有稳定性:如果存在多个具有相同排序码的记录,经过排序后,这些记录的相对次序仍然保持不变,则这种排序算法称为稳定的。
包括:插入排序、冒泡排序、归并排序、分配排序、桶排序、基数排序都是稳定的排序算法。具有不稳定性:
包括:选择排序,堆排序,希尔排序,快速排序都是不稳定的排序算法。、 2.排序算法的应用场景 当n比较小时,可采用直接插入排序和直接选择排序。
(1)当记录规模较小时,考虑直接插入排序较好;否则因为直接选择移动的记录数少于直接插入,应选直接选择排序为宜。若文件初始状态基本有序(指正序),则应选用直接插入排序、冒泡排序或随机的快速排序为宜。若n较大,则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法:快速排序、堆排序或归并排序。
(1)快速排序是目前基于比较的内部排序中被认为是最好的方法,当待排序的关键字是随机分布时,快速排序的平均时间最短;
(2)堆排序所需的辅助空间少于快速排序,并且不会出现快速排序可能出现的最坏情况。这两种排序都是不稳定的。
(3)若要求排序稳定,则可选用归并排序。但前面介绍的从单个记录起进行两两归并的排序算法并不值得提倡,通常可以将它和直接插入排序结合在一起使用。先利用直接插入排序求得较长的有序子序列,然后再两两归并之。因为直接插入排序是稳定 的,所以改进后的归并排序仍是稳定的。希尔排序是对直接插入排序的一种优化,可以用于大型的数组,希尔排序比插入排序和选择排序要快的多,并且数组越大,优势越大。处理大数据,适合用堆排序,在数据量特别大的时候效果明显。 2.1 桶排序的应用场景

一年的全国高考考生人数为500 万,分数使用标准分,最低100 ,最高900 ,没有小数,你把这500 万元素的数组排个序。
方法:创建801(900-100)个桶。将每个考生的分数丢进f(score)=score-100的桶中。这个过程从头到尾遍历一遍数据只需要500W次。然后根据桶号大小依次将桶中数值输出,即可以得到一个有序的序列。
不足:果上面的分数不是从100-900,而是从0-2亿,那么分配2亿个桶显然是不可能的。所以桶排序有其局限性,适合元素值集合并不大的情况。

2.2 快速排序的应用场景 快速排序是一种在实际应用中经常用到的排序算法,它的应用场景是大规模的数据排序,并且实际性能要好于归并排序。它的基本原理是从数组中选取一个元素,把所有大于这个元素的数都放到它的后面,所有小于这个元素的数都放到它的前面,然后这个元素就把原数组切分成了两个部分,再分别对这个两个部分进行同样的操作,直到数组不能再切分的时候,此时数组为有序。快速排序适用于数据杂乱无章的场景,而且越乱,快速排序的效率越体现的淋漓尽致。 2.3希尔排序的应用场景 希尔排序是对直接插入排序的一种优化,可以用于大型的数组,希尔排序比插入排序和选择排序要快的多,并且数组越大,优势越大。

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