Happyunlimited 2019-10-26
各种排序的稳定性,时间复杂度、空间复杂度、稳定性总结如下图:

关于时间复杂度:
(1)平方阶(O(n2))排序
各类简单排序:直接插入、直接选择和冒泡排序;
(2)线性对数阶(O(nlog2n))排序
快速排序、堆排序和归并排序;
(3)O(n1+§))排序,§是介于0和1之间的常数。
希尔排序
(4)线性阶(O(n))排序
基数排序,此外还有桶、箱排序。
关于稳定性:
稳定的排序算法:冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序
不是稳定的排序算法:选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序
#include<iostream>
#include<malloc.h>
using namespace std;
int getdigit(int x,int d)
{
int a[] = {1, 1, 10}; //因为待排数据最大数据也只是两位数,所以在此只需要到十位就满足
return ((x / a[d]) % 10); //确定桶号
}
void PrintArr(int ar[],int n)
{
for(int i = 0; i < n; ++i)
cout<<ar[i]<<" ";
cout<<endl;
}
void msdradix_sort(int arr[],int begin,int end,int d)
{
const int radix = 10;
int count[radix], i, j;
//置空
for(i = 0; i < radix; ++i)
{
count[i] = 0;
}
//分配桶存储空间
int *bucket = (int *) malloc((end-begin+1) * sizeof(int));
//统计各桶需要装的元素的个数
for(i = begin;i <= end; ++i)
{
count[getdigit(arr[i], d)]++;
}
//求出桶的边界索引,count[i]值为第i个桶的右边界索引+1
for(i = 1; i < radix; ++i)
{
count[i] = count[i] + count[i-1];
}
//这里要从右向左扫描,保证排序稳定性
for(i = end;i >= begin; --i)
{
j = getdigit(arr[i], d); //求出关键码的第d位的数字, 例如:576的第3位是5
bucket[count[j]-1] = arr[i]; //放入对应的桶中,count[j]-1是第j个桶的右边界索引
--count[j]; //第j个桶放下一个元素的位置(右边界索引+1)
}
//注意:此时count[i]为第i个桶左边界
//从各个桶中收集数据
for(i = begin, j = 0;i <= end; ++i, ++j)
{
arr[i] = bucket[j];
}
//释放存储空间
free(bucket);
//对各桶中数据进行再排序
for(i = 0;i < radix; i++)
{
int p1 = begin + count[i]; //第i个桶的左边界
int p2 = begin + count[i+1]-1; //第i个桶的右边界
if(p1 < p2 && d > 1)
{
msdradix_sort(arr, p1, p2, d-1); //对第i个桶递归调用,进行基数排序,数位降 1
}
}
}
void main()
{
int ar[] = {12, 14, 54, 5, 6, 3, 9, 8, 47, 89};
int len = sizeof(ar)/sizeof(int);
cout<<"排序前数据如下:"<<endl;
PrintArr(ar, len);
msdradix_sort(ar, 0, len-1, 2);
cout<<"排序后结果如下:"<<endl;
PrintArr(ar, len);
}
排序前数据如下:
12 14 54 5 6 3 9 8 47 89
排序后结果如下:
3 5 6 8 9 12 14 47 54 89
第二种方式排序基数 :
#include<iostream>
#include<malloc.h>
using namespace std;
#define MAXSIZE 10000
int getdigit(int x,int d)
{
int a[] = {1, 1, 10, 100}; //最大三位数,所以这里只要百位就满足了。
return (x/a[d]) % 10;
}
void PrintArr(int ar[],int n)
{
for(int i = 0;i < n; ++i)
{
cout<<ar[i]<<" ";
}
cout<<endl;
}
void lsdradix_sort(int arr[],int begin,int end,int d)
{
const int radix = 10;
int count[radix], i, j;
int *bucket = (int*)malloc((end-begin+1)*sizeof(int)); //所有桶的空间开辟
//按照分配标准依次进行排序过程
for(int k = 1; k <= d; ++k)
{
//置空
for(i = 0; i < radix; i++)
{
count[i] = 0;
}
//统计各个桶中所盛数据个数
for(i = begin; i <= end; i++)
{
count[getdigit(arr[i], k)]++;
}
//count[i]表示第i个桶的右边界索引
for(i = 1; i < radix; i++)
{
count[i] = count[i] + count[i-1];
}
//把数据依次装入桶(注意装入时候的分配技巧)
for(i = end;i >= begin; --i) //这里要从右向左扫描,保证排序稳定性
{
j = getdigit(arr[i], k); //求出关键码的第k位的数字, 例如:576的第3位是5
bucket[count[j]-1] = arr[i]; //放入对应的桶中,count[j]-1是第j个桶的右边界索引
--count[j]; //对应桶的装入数据索引减一
}
//注意:此时count[i]为第i个桶左边界
//从各个桶中收集数据
for(i = begin,j = 0; i <= end; ++i, ++j)
{
arr[i] = bucket[j];
}
}
free(bucket);
}
void main()
{
int br[10] = {20, 80, 90, 589, 998, 965, 852, 123, 456, 789};
cout<<"原数据如下:"<<endl;
PrintArr(br,10);
lsdradix_sort(br, 0, 9, 3);
cout<<"排序后数据如下:"<<endl;
PrintArr(br, 10);
}
/*
原数据如下:
20 80 90 589 998 965 852 123 456 789
排序后数据如下:
20 80 90 123 456 589 789 852 965 998