两种交换排序算法--冒泡,快速

目录

1.冒泡排序原理

2.快速排序原理

3.冒泡代码实现

4.快速排序代码实现


1.冒泡排序原理

冒泡排序(Bubble Sort)是一种简单的排序算法,基本思想是通过反复交换相邻的元素,直到整个序列有序。它的名字来源于较大的元素像气泡一样“浮”到序列的顶部。

原理:

  1. 初始状态:我们从数组的第一个元素开始,比较相邻的两个元素。如果第一个元素大于第二个元素,就交换它们的位置;如果不大,则继续比较下一对元素。

  2. 第一轮排序:通过一轮比较后,最大的元素会被“冒泡”到数组的最后面。

  3. 继续排序:接着,我们对剩下的未排序部分继续进行类似的比较和交换,直到剩下的部分只有一个元素,意味着数组已经排序完成。

示例

假设有一个数组 [5, 2, 9, 1, 5, 6],我们来演示一下冒泡排序的过程。

  • 第一次遍历:

    • 比较 52,交换,得到 [2, 5, 9, 1, 5, 6]
    • 比较 59,不交换
    • 比较 91,交换,得到 [2, 5, 1, 9, 5, 6]
    • 比较 95,交换,得到 [2, 5, 1, 5, 9, 6]
    • 比较 96,交换,得到 [2, 5, 1, 5, 6, 9]
    • 第一轮结束,最大元素 9 已经“冒泡”到最后。
  • 第二轮遍历:

    • 比较 25,不交换
    • 比较 51,交换,得到 [2, 1, 5, 5, 6, 9]
    • 比较 55,不交换
    • 比较 56,不交换
    • 第二轮结束,最大元素 6 已经排好位置。

以此类推,直到所有元素都排好顺序。

时间复杂度

  • 最好的情况(已经有序):O(n)
  • 最坏的情况(逆序):O(n²)
  • 平均情况:O(n²)

虽然冒泡排序简单易懂,但由于其时间复杂度较高,通常在处理大数据时效率不高。

2.快速排序原理

快速排序(Quick Sort)是一种效率很高的排序算法,采用分治法(Divide and Conquer)的策略。它通过选择一个“基准”元素(pivot),然后将数组分成两部分:一部分比基准小,另一部分比基准大。接着递归地对这两部分分别进行快速排序,最终得到有序数组。

快速排序的基本原理:

  1. 选择基准元素:从数组中选择一个元素作为“基准”(pivot)。基准的选择方式可以有多种,比如选择第一个元素、最后一个元素、随机选择等。

  2. 分区操作:将数组重新排列,确保基准元素左边的元素都比它小,右边的元素都比它大。此时,基准元素已经排好位置了。

  3. 递归排序:对基准元素左边和右边的子数组分别进行快速排序。

  4. 终止条件:当子数组的长度为1或0时,递归终止,因为已经有序。

示例

假设我们有一个数组 [10, 7, 8, 9, 1, 5],我们来演示一下快速排序的过程。我们选择最后一个元素 5 作为基准。

  • 第一轮分区

    • 从左到右扫描数组,将小于基准元素的放左边,大于基准元素的放右边。最终,数组被分为 [1, 5, 8, 9, 7, 10],基准 5 排在了正确的位置。
    • 此时,基准元素 5 处于正确位置,左边的部分 [1] 和右边的部分 [8, 9, 7, 10] 需要继续排序。
  • 递归对左部分排序:左边部分只有一个元素 [1],已经有序,不需要做任何操作。

  • 递归对右部分排序:右边部分 [8, 9, 7, 10],选择基准元素 10

    • 分区后得到 [8, 9, 7, 10],基准元素 10 排在了正确的位置。
    • 然后继续对 [8, 9, 7] 排序。
  • 继续递归分区

    • [8, 9, 7] 选择基准 7,分区后得到 [7, 9, 8]
    • [9, 8] 进行排序,最终得到 [7, 8, 9]

经过递归排序,最终得到有序的数组 [1, 5, 7, 8, 9, 10]

快速排序的时间复杂度

  • 最优情况:当每次分区操作都能将数组均匀分成两部分时,时间复杂度是 O(n log n)。
  • 最坏情况:当数组已经是升序或降序时,每次分区只能将一个元素排到正确位置,时间复杂度为 O(n²)。
  • 平均情况:O(n log n),这是最常见的情况,且快速排序在大多数情况下都非常高效。

空间复杂度
快速排序的空间复杂度通常为 O(log n),因为递归的深度最多为 log n(最好的情况下),但它是一个原地排序算法,不需要额外的存储空间。

优缺点

  • 优点:快速排序通常比其他 O(n log n) 排序算法(如归并排序)更高效,特别是对于大规模数据。
  • 缺点:最坏情况下时间复杂度较高(O(n²)),但在实际应用中,通过优化基准元素的选择(比如三数取中法)可以有效避免这种情况。

3.冒泡代码实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>//冒泡排序typedef int ElemType;//顺序表
typedef struct SqList {ElemType* data;//指针,指向一块内存的起始地址int length;//存储动态数组的长度
}SqList;//顺序表初始化
void initSqList(SqList& L, int len) {L.length = len;L.data = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * L.length);//分配空间srand(time(NULL));//随机数生成for (int i = 0; i < L.length; i++){L.data[i] = rand() % 100;//随机生成数字存入顺序表,对100取余是为了规范存入的数据是0-99}
}//顺序表打印
void printSqList(SqList L) {for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%3d", L.data[i]);}printf("\n");
}void swap(ElemType& a, ElemType& b) {ElemType temp = a;a = b;b = temp;
}//冒泡排序顺序表中的元素
void bubbleSort(ElemType* arr, int length) {for (int i = 0; i < length - 1; i++) {   //外层循环,控制循环次数,最多n-1次bool flag = false;      // 标记本趟排序是否发生交换for (int j = length - 1; j > i; j--) {  //内层循环,从后往前通过比较冒出本趟最小元素if (arr[j - 1] > arr[j]) {          //小于前一个元素则交换swap(arr[j - 1], arr[j]);flag = true;}}if (flag == false) {   //本趟没有交换,说明有序,结束return;}}
}int main() {SqList L;//定义一个顺序表initSqList(L, 10);//初始化顺序表,分配10个空间printSqList(L);//打印顺序表中的值	bubbleSort(L.data, 10);//将顺序表进行排序printSqList(L);return 0;
}

4.快速排序代码实现


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>//快速排序typedef int ElemType;//顺序表
typedef struct SqList {ElemType* data;//指针,指向一块内存的起始地址int length;//存储动态数组的长度
}SqList;//顺序表初始化
void initSqList(SqList& L, int len) {L.length = len;L.data = (ElemType*)malloc(sizeof(ElemType) * L.length);//分配空间srand(time(NULL));//随机数生成for (int i = 0; i < L.length; i++){L.data[i] = rand() % 100;//随机生成数字存入顺序表,对100取余是为了规范存入的数据是0-99}
}//顺序表打印
void printSqList(SqList L) {for (int i = 0; i < L.length; i++){printf("%3d", L.data[i]);}printf("\n");
}void swap(ElemType& a, ElemType& b) {ElemType temp = a;a = b;b = temp;
}// 分割数组
int partition(ElemType* arr, int low, int high) {ElemType pivot = arr[low];         //将当前第一个元素作为枢轴元素,划分数组while (low < high) {               //外层循环,low和high相遇时为枢轴元素的最终位置while (low < high && arr[high] >= pivot) //从后往前找到第一个小于枢轴的元素跳出循环--high;arr[low] = arr[high];    //将小于枢轴的元素移到左端while (low < high && arr[low] <= pivot)  //从前往后找到第一个大于枢轴的元素跳出循环++low;arr[high] = arr[low];    //将大于枢轴的元素移到右端}arr[low] = pivot;   //枢轴元素放入最终位置return low;         //返回枢轴的最终位置
}// 快速排序顺序表中的元素
void quickSort(ElemType* arr, int low, int high) {if (low < high) {    //递归结束条件//将表分为两个子表,枢轴元素是中间值,左子表小于它,右子表大于它int pivotpos = partition(arr, low, high); //枢轴元素已放入最终位置quickSort(arr, low, pivotpos - 1);  //依次递归处理两个子表quickSort(arr, pivotpos + 1, high);}
}int main() {SqList L;//定义一个顺序表initSqList(L, 10);//初始化顺序表,分配10个空间printSqList(L);//打印顺序表中的值quickSort(L.data, 0, 9);//将顺序表进行排序printSqList(L);return 0;
}

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/pingmian/68243.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Java程序基础⑪Java的异常体系和使用

目录 1. 异常的概念和分类 1.1 异常的概念 1.2 异常的分类 2. 异常的体系结构 3. 异常的处理 3.1 异常的抛出 3.2 异常的捕获与处理 3.3 异常的处理流程 4. 自定义异常类 4.1 自定义异常类的规则 4.2 自定义异常案例 1. 异常的概念和分类 1.1 异常的概念 在Java中&…

大话特征工程:1.维数灾难与特征轮回

一、维度深渊 公元 2147 年&#xff0c;人类文明进入了数据驱动的超级智能时代。从金融到医疗&#xff0c;从教育到娱乐&#xff0c;所有决策都仰赖“全维计算网络”&#xff08;高维特征空间&#xff09;。这套系统将全球所有信息抽象成数以亿计的多维特征&#xff08…

在docker上部署nacos

一、首先下载nacos的docker镜像 docker pull nacos:2.5.0 二、然后下载nacos的安装包&#xff0c;这里是为了拿到他的配置文件。下载完解压缩后&#xff0c;以备后用 https://download.nacos.io/nacos-server/nacos-server-2.5.0.zip?spm5238cd80.6a33be36.0.0.2eb81e5d7mQ…

libOnvif通过组播不能发现相机

使用libOnvif库OnvifDiscoveryClient类&#xff0c; auto discovery new OnvifDiscoveryClient(QUrl(“soap.udp://239.255.255.250:3702”), cb.Build()); 会有错误&#xff1a; end of file or no input: message transfer interrupted or timed out(30 sec max recv delay)…

关于 SR-IOV 架构论文的总结文章

关于 SR-IOV 架构论文的总结文章 在计算机虚拟化技术不断发展的进程中,SR - IOV 架构凭借其在提升 I/O 性能、优化资源利用等方面的优势,成为众多研究关注的焦点。通过对 4 篇相关论文的研读,我们可以从多个维度深入了解 SR - IOV 架构的核心要点。 一、SR - IOV 架构的原…

kotlin内联函数——let,run,apply,also,with的区别

一、概述 为了帮助您根据使用场景选择合适的作用域函数&#xff08;scope function&#xff09;&#xff0c;我们将对它们进行详细描述并提供使用建议。从技术上讲&#xff0c;许多情况下范围函数是可以互换使用的&#xff0c;因此示例中展示了使用它们的约定俗成的做法。 1.…

JVM常见知识点

在《深入理解Java虚拟机》一书中&#xff0c;介绍了JVM的相关特性。 1、JVM的内存区域划分 在真实的操作系统中&#xff0c;对于地址空间进行了分区域的设计&#xff0c;由于JVM是仿照真实的机器进行设计的&#xff0c;那么也进行了分区域的设计。核心区域有四个&#xff0c;…

Windows系统Tai时长统计工具的使用体验

Windows系统Tai时长统计工具的使用体验 一、Tai介绍1.1 Tai简介1.2 安装环境要求 二、下载及安装Tai2.1 下载Tai2.2 运行Tai工具 三、Tai的使用体验3.1 系统设置3.2 时长统计3.3 分类管理 四、总结 一、Tai介绍 1.1 Tai简介 Tai是一款专为Windows系统设计的开源软件&#xff…

【架构面试】二、消息队列和MySQL和Redis

MQ MQ消息中间件 问题引出与MQ作用 常见面试问题&#xff1a;面试官常针对项目中使用MQ技术的候选人提问&#xff0c;如如何确保消息不丢失&#xff0c;该问题可考察候选人技术能力。MQ应用场景及作用&#xff1a;以京东系统下单扣减京豆为例&#xff0c;MQ用于交易服和京豆服…

HTML一般标签和自闭合标签介绍

在HTML中&#xff0c;标签用于定义网页内容的结构和样式。标签通常分为两类&#xff1a;一般标签&#xff08;也称为成对标签或开放闭合标签&#xff09;和自闭合标签&#xff08;也称为空标签或自结束标签&#xff09;。 以下是这两类标签的详细说明&#xff1a; 一、一般标…

【8】思科IOS AP升级操作

1.概述 本文主要针对思科AP的升级操作进行记录,思科的AP目前主要分为IOS和COS AP,IOS AP是我们常见的AP3502/AP1602/AP2702等等型号的AP,而COS AP是AP2802/3802等型号的AP。当然这里所指的都是一些室内AP,如AP1572等室外AP也同样适用。本文先对IOS AP的升级操作进行总结,…

Android GLSurfaceView 覆盖其它控件问题 (RK平台)

平台 涉及主控: RK3566 Android: 11/13 问题 在使用GLSurfaceView播放视频的过程中, 增加了一个播放控制面板, 覆盖在视频上方. 默认隐藏setVisibility(View.INVISIBLE);点击屏幕再显示出来. 然而, 在RK3566上这个简单的功能却无法正常工作. 通过缩小视频窗口可以看到, 实际…

Java Web-Tomcat Servlet

Web服务器-Tomcat Web服务器简介 Web 服务器是一种软件程序&#xff0c;它主要用于在网络上接收和处理客户端&#xff08;如浏览器&#xff09;发送的 HTTP 请求&#xff0c;并返回相应的网页内容或数据。以下是关于 Web 服务器的详细介绍&#xff1a; 功能 接收请求&#…

[Computer Vision]实验二:图像特征点提取

目录 一、实验内容 二、实验过程及结果 2.1 Harris角点检测 2.2 SIFT算法 三、实验小结 一、实验内容 采用Harris与SIFT分别提取特征点及对应的描述子&#xff0c;对比两者的区别&#xff08;特征点数量、分布、描述子维度、图像变化对二者的影响等&#xff09;利用特征匹…

自动化实现的思路变化

阶段一&#xff1a; 1、成功调用。第一步&#xff0c;一般是用现用的工具&#xff0c;或者脚本成功调用接口 2、解决关联接口的参数传递。有的接口直接&#xff0c;存在参数的传递&#xff0c;一般的思路&#xff0c;就是将这个参数设置为变量。 3、简化代码。总会有些东西是重…

【AI非常道】二零二五年一月,AI非常道

经常在社区看到一些非常有启发或者有收获的话语&#xff0c;但是&#xff0c;往往看过就成为过眼云烟&#xff0c;有时再想去找又找不到。索性&#xff0c;今年开始&#xff0c;看到好的言语&#xff0c;就记录下来&#xff0c;一月一发布&#xff0c;亦供大家参考。 有关AI非…

牛客周赛 Round 78 A-C

A.时间表查询&#xff01; 链接&#xff1a;https://ac.nowcoder.com/acm/contest/100671/A 来源&#xff1a;牛客网 题目描述 今天是2025年1月25日&#xff0c;今年的六场牛客寒假算法基础集训营中&#xff0c;前两场比赛已经依次于 20250121、20250123 举行&#xff1b;而…

网安加·百家讲坛 | 樊山:数据安全之威胁建模

作者简介&#xff1a;樊山&#xff0c;锦联世纪教育能源工业互联网数字安全CSM(新能源运维师)课程特聘培训讲师&#xff0c;哈尔滨工业大学&#xff08;深圳&#xff09;信飞合创数据合规联合实验室特聘专家&#xff0c;武汉赛博网络安全人才研究中心资深专家&#xff1b;近24年…

java后端之登录认证

基础登录功能&#xff1a;根据提供的用户名和密码判断是否存在于数据库 LoginController.java RestController Slf4j public class LoginController {Autowiredprivate UserService userService;PostMapping("/login")public Result login(RequestBody User user) {…

【MCAL实战】MCU模块配置实践

目录 前言 正文 1.硬件分析 1.1 MCU系统模式分析 1.2MCU晶振使用分析 2.MCU通用配置 2.1 McuGeneralConfiguration 2.2 McuModuleConfiguration 2.3 McuResetSettingConf 2.4 McuTrapSettingConf 2.4 其他 3.MCU模式配置 3.1 McuModeSettingConf_0 3.2 McuModeSe…