七大排序-冒泡排序，插入排序，希尔排序（一）

news2024/10/6 12:27:22

排序

先写单趟，再写多趟，这样比较好写
排序可以理解为对商品价格的排序，对数字大小的排序，排序再生活中随处可见

冒泡排序

冒泡排序就是两个相邻的数交换，排升序，把最大的数排到最右边
在这里插入图片描述
时间复杂度的分析：

最坏情况：外层循环是比较的趟数N-1次，假设j 一直等于0，内层循环就每次走N次，那么时间复杂度是O(N*N)

最好情况：假设数组已经有序了，外层循环进去第一次，内层循环后一个比前一个数要大，flag 一直是0，最后只执行了一次内层循环和外层循环，就跳出外层循环了，时间复杂度：O(N)

冒泡排序的时间复杂度是：O(N*N)
外面一层循环控制趟数，里面一层循环控制一趟的比较逻辑

void swap(int* a, int* b)
{
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}

//冒泡排序
//最坏:O(N^2)
//最好:O(N)->有序
void Bubblesort(int* arr, int n)
{
	for (int j = 0; j < n-1; j++)
	{
		int flag = 0;
		//一趟
		for (int i = 1; i < n - j; i++)
		{
			if (arr[i-1] > arr[i])//防止越界
			{
				swap(&arr[i-1], &arr[i]);
				flag = 1;
			}
		}
		if (flag == 0)
		{
			break;
		}
	}
	
}

int main()
{
	int arr[10] = { 2,33,41,1,2,31,331,51,1,2 };
	Bubblesort(arr, 10);

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}

	return 0;
}

插入排序

插入排序可以类比为抽扑克牌，先在你有三张扑克牌，分别是5，8, 9 ，摸了一张7，这张7就要插入到比前一数大，比后一个数小的位置

逻辑：假设前二个数有序，将第三个数插入到[0,1]这个区间中去
1.比所有的数都小，插入到最前面
2.比前数大，比后数小，插入到它俩中间
在这里插入图片描述

时间复杂度的分析：

假设最坏的情况是逆序，有n个数，将第n-1下标的数，插入到区间[0,n-2]中，这样会比较n-1次，假设每次都比较最后一次的情况是n-1次，最外层的趟数是n-1，那么时间复杂度是O(N*N)

最好的情况是顺序：每次内层循环都会break,后一项都会比前一项大，就走外层循环走了n-1次，时间复杂度是O(N)

void Insertsort(int* arr, int n)
{
	//先写一趟的逻辑
	// [0,end]中插入下标为end+1的数

	for (int i = 0; i < n - 1; i++)
	{
		//一趟的过程
		int end = i;
		int tmp = arr[end + 1];
		while (end >= 0)
		{
			if (tmp < arr[end])
			{
				arr[end + 1] = arr[end];
				end--;
			}
			else
			{
				break;
			}
		}
		arr[end + 1] = tmp;
		//放在外面为了解决，插入到最前面，end<0的情况
	}

}

冒泡排序和插入排序的对比

冒泡排序和插入排序时间复杂度都是O(N^2),那么他们的效率是否相同呢？
答案是否定的，插入排序的效率比冒泡排序的效率更高

1.先说冒泡排序，冒泡最好是直接有序，但是基本上不可能，如果数字是随机数的话，冒泡基本上都是最坏的情况，冒一趟，其中一个大的数冒到后面了，但是中间可能还有其他大的数，那么基本上就是O(N^2)了

2.插入排序可能前10个数已经有序了，那么每 1 趟都只较1次，O(N)可以解决，也可能前5个数有序，都比较快，最坏的情况是逆序，但是用随机数是逆序的可能性不大
最好的情况就是比较1次，再差就是比较到中间，运气不好就是比较到最前面

希尔排序

希尔排序可以说是插入排序的变形了
可以设置gap组排序，在gap组中分别排序，也可以在gap组中同时进行排序

希尔排序：
1.预排序（让数组接近有序）
2.插入排序

预排序：
1.gap组越大，大的可以更快地跳到后面，小的数可以越快跳到前面，就越不接近有序
2.gap组越小，跳地越慢，越接近有序，gap == 1,就相当于插入排序就有序了
在这里插入图片描述

//希尔排序
void Shellsort(int* a, int n)
{
	int gap = n;
	while (gap > 1)
	{
		//+1保证最后一个gap一定是1，就可以进行直接插入排序
		//gap > 1是预排序
		//gap == 1是直接插入排序
		gap = gap / 3 + 1;

		for (int i = 0; i < n-gap; i++)
		{
			int end = i;
			int tmp = a[end + gap];
			while (end >= 0)
			{
				if (tmp < a[end])
				{
					a[end + gap] = a[end];
					end -= gap;
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
			a[end + gap] = tmp;
		}
	}
}