典型比较排序法时间复杂度对比
排序算法比较
排序算法比较
排序算法的效率主要取决于算法的时间复杂度。
以下是常见的几种排序算法的时间复杂度和优缺点的对比：
1. 冒泡排序
冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。
优点是它的实现简单易懂，缺点是排序速度很慢，对大规模数据排序不太适用。
2. 插入排序
插入排序的时间复杂度也为 O(n^2)。
它的优点是适用于小数
据量的排序，缺点是对于大规模数据排序仍然效率不高。
3. 选择排序
选择排序的时间复杂度也为 O(n^2)。
它的优点是对于小数据
量的排序速度较快，但是因为其算法结构固定，所以其效率在大规模数据排序中表现不佳。
4. 快速排序
快速排序的时间复杂度为 O(nlogn)。
它是一种非常常用的排序算法，适用于大规模数据排序。
快速排序的优点在于分治的思想，可以充分发挥多线程并行计算的优势，缺点是在极端情况下（如输入的数据已经有序或者逆序）排序速度会较慢。
5. 堆排序
堆排序的时间复杂度为 O(nlogn)。
它的优点在于实现简单、稳定，可以用于实时系统中的排序。
缺点是在排序过程中需要使用一个堆结构来维护排序序列，需要额外的内存开销。
同时，由于堆的性质，堆排序不能发挥多线程并行计算的优势。
6. 归并排序
归并排序的时间复杂度为 O(nlogn)。
它的优点在于稳定、可靠，效率在大规模数据排序中表现良好。
归并排序在实现过程中需要使用递归调用，需要额外的内存开销。
同时，归并排序不适用于链式存储结构。
时间复杂度分析及常用算法复杂度排名
时间复杂度分析及常用算法复杂度排名随着计算机技术的不断发展，人们对于算法的效率也提出了更高的要求。
好的算法可以大大地提高程序的运行效率，而坏的算法则会导致程序运行缓慢，浪费更多的时间和资源。
因此，在实际的开发中，需要对算法的效率进行评估和分析。
其中，时间复杂度是评估算法效率的重要指标之一，接下来就让我们来探讨一下时间复杂度分析及常用算法复杂度排名。
一、时间复杂度时间复杂度，简称时间复杂度，是指在算法中用来衡量算法运行时间大小的量。
通常情况下，时间复杂度用 O(n) 来表示，其中n 表示输入数据规模的大小。
由于常数系数和低次项不会对时间复杂度的大致表示产生影响，因此，时间复杂度的精确算法往往会被简化为最高次项的时间复杂度，即 O(n)。
二、时间复杂度的分析时间复杂度可以通过算法中的循环次数来分析。
一般来说，算法中的循环分为两种情况：一种是 for 循环，一种是 while 循环。
因为 for 循环的循环次数一般是固定的，因此可以通过循环次数来估算时间复杂度；而 while 循环的循环次数取决于输入数据的大小，因此时间复杂度的分析需要基于输入数据的规模进行分析和推导。
三、时间复杂度的常见表示法在实际的算法分析中，常常用到以下几种时间复杂度表示法：常数阶 O(1)、对数阶 O(logn)、线性阶 O(n)、线性对数阶 O(nlogn)、平方阶 O(n^2)、立方阶 O(n^3)、指数阶 O(2^n) 等。
常数阶 O(1)：表示算法的时间不随着输入规模的增加而增加，即不论输入数据的大小，算法的运行时间都是固定的。
例如，最好的情况下，二分查找的时间复杂度即为 O(1)。
对数阶 O(logn)：表示算法的时间复杂度随着输入规模的增加而增加，但增长比较缓慢，即随着输入规模的每增加一倍，算法所需的运行时间大致增加一个常数。
例如，二分查找的时间复杂度即为 O(logn)。
线性阶 O(n)：表示算法的时间复杂度随着输入规模的增加而增加，增长速度与输入规模成线性比例关系。
常用排序算法的时间复杂度和空间复杂度
常⽤排序算法的时间复杂度和空间复杂度以上快速排序和归并排序的空间复杂度不正确没有的参考图1，以图2为准（对，就是懒得重新画图了）排序法最差时间分析平均时间复杂度稳定度空间复杂度冒泡排序O(n2)O(n2)稳定O(1)快速排序O(n2)O(n*log2n)不稳定O(log2n)~O(n)选择排序O(n2)O(n2)稳定O(1)⼆叉树排O(n2)O(n*log2n)不稳定O(n)序插⼊排序O(n2)O(n2)稳定O(1)堆排序O(n*log2n)O(n*log2n)不稳定O(1)希尔排序O O不稳定O(1)1.插⼊排序由N-1趟排序组成，对于p=1到p=N-1趟，插⼊排序保证从位置0到位置p上的元素为已排序状态。
时间复杂度：O(N^2)代码void InsertionSort(ElementType A[],int N){int j,p;ElementType Tmp;for(p=1;p<N;p++){Tmp=A[j];//把A[j]保存下来，因为它要被插⼊到前⾯的某个位置去for(j=p;j>0&&A[j-1]>Tmp;j--)//⼤于A[j]的元素逐个后移{A[j]=A[j-1];}A[j]=Tmp;}}2.希尔排序希尔排序使⽤⼀个序列h1，h2，h3，ht，叫做增量排序。
在使⽤增量hk的⼀趟排序之后，对于每个i我们有A[i]<A[i+hk]，所有相隔hk的元素被排序。
时间复杂度：O(N^(1+a))，其中0<a<1。
//代码不太好理解，使⽤了3层循环void ShellSort(ElementType A[],int N){int j,p,Increment;ElementType Tmp;for(Increment=N/2;Increment>0;Increment/=2){for(p=Increment;p<N;p++){Tmp=A[p];for(j=p;j>=Increment;j-=Increment){if(A[j]<A[j-Increment])A[j]=A[j-Increment];elsebreak;}A[j]=Tmp;}}}3. 堆排序思想：建⽴⼩顶堆，然后执⾏N次deleteMin操作。
几种排序的算法时间复杂度比较
几种排序的算法时间复杂度比较1.选择排序：不稳定，时间复杂度 O(n^2)选择排序的基本思想是对待排序的记录序列进行n-1遍的处理，第i遍处理是将L[i..n]中最小者与L[i]交换位置。
这样，经过i遍处理之后，前i个记录的位置已经是正确的了。
2.插入排序：稳定，时间复杂度 O(n^2)插入排序的基本思想是，经过i-1遍处理后,L[1..i-1]己排好序。
第i遍处理仅将L[i]插入L[1..i-1]的适当位置，使得L[1..i] 又是排好序的序列。
要达到这个目的，我们可以用顺序比较的方法。
首先比较L[i]和L[i-1]，如果L[i-1]≤ L[i]，则L[1..i]已排好序，第i遍处理就结束了；否则交换L[i]与L[i-1]的位置，继续比较L[i-1]和L[i-2]，直到找到某一个位置j(1≤j≤i-1)，使得L[j] ≤L[j+1]时为止。
图1演示了对4个元素进行插入排序的过程，共需要(a),(b),(c)三次插入。
3.冒泡排序：稳定，时间复杂度 O(n^2)冒泡排序方法是最简单的排序方法。
这种方法的基本思想是，将待排序的元素看作是竖着排列的“气泡”，较小的元素比较轻，从而要往上浮。
在冒泡排序算法中我们要对这个“气泡”序列处理若干遍。
所谓一遍处理，就是自底向上检查一遍这个序列，并时刻注意两个相邻的元素的顺序是否正确。
如果发现两个相邻元素的顺序不对，即“轻”的元素在下面，就交换它们的位置。
显然，处理一遍之后，“最轻”的元素就浮到了最高位置；处理二遍之后，“次轻”的元素就浮到了次高位置。
在作第二遍处理时，由于最高位置上的元素已是“最轻”元素，所以不必检查。
一般地，第i遍处理时，不必检查第i高位置以上的元素，因为经过前面i-1遍的处理，它们已正确地排好序。
4.堆排序：不稳定，时间复杂度 O(nlog n)堆排序是一种树形选择排序，在排序过程中，将A[n]看成是完全二叉树的顺序存储结构，利用完全二叉树中双亲结点和孩子结点之间的内在关系来选择最小的元素。
数据的比较和排序
数据的比较和排序在日常生活和工作中，我们经常需要对数据进行比较和排序。
无论是做统计分析、制定决策还是进行研究，比较和排序都是必不可少的步骤。
本文将重点介绍数据的比较和排序方法，以及其在实际应用中的重要性。
一、数据的比较方法数据的比较是一种将不同数据进行对比的方法，通过比较可以获得数据之间的差异和相似性。
常见的数据比较方法包括：1. 数值比较：对于数值型数据，可以通过比较大小来进行对比。
例如，对于两个数的比较，可以使用大于、小于、等于等符号进行表示。
2. 字符串比较：对于字符串类型的数据，可以根据字母的顺序来进行比较。
根据字母的ASCII码大小，可以判断两个字符串的先后顺序。
3. 时间比较：对于时间类型的数据，可以通过比较时间的先后顺序来进行对比。
可以使用大于、小于、等于等符号进行表示，也可以使用时间间隔来进行比较。
4. 逻辑比较：对于逻辑型数据，比较的结果通常是真或假。
例如，可以比较两个布尔值的真假程度。
以上是常见的数据的比较方法，根据数据的不同类型选择相应的方法进行对比。
二、数据的排序方法数据的排序是将一组数据按照一定的顺序排列的过程。
排序可以使数据更加有序，方便查找和分析。
常见的数据排序方法包括：1. 冒泡排序：冒泡排序是一种基本的排序算法，通过比较相邻的两个元素大小，逐步将最大或最小的元素移动到末尾或开头，从而实现排序。
该算法的时间复杂度为O(n^2)，效率相对较低。
2. 快速排序：快速排序是一种常用的排序算法，通过选择一个基准元素，将数组分为小于基准和大于基准的两部分，然后递归对两部分进行排序，最终实现整个数组的排序。
该算法的时间复杂度为O(nlogn)，效率较高。
3. 归并排序：归并排序是一种分治的排序算法，将待排序的数据分成两个子序列，进行递归排序，然后将两个有序的子序列合并成一个有序的序列。
该算法的时间复杂度同样为O(nlogn)，效率也较高。
4. 插入排序：插入排序是一种简单直观的排序算法，通过将一个数据插入到已排序序列中的适当位置，逐步构建有序序列。
二元对比排序法
二元对比排序法
二元对比排序法是一种常见的排序算法，它的核心思想是将待排序的元素两两进行比较，然后根据比较结果进行交换，最终得到一个有序的序列。
这种排序方法的优点是简单易懂，容易实现，但是在处理大规模数据时效率较低。
二元对比排序法的实现过程可以分为两个步骤：比较和交换。
在比较阶段，我们将待排序的元素两两进行比较，然后根据比较结果进行交换。
在交换阶段，我们将比较结果为较小值的元素放在前面，比较结果为较大值的元素放在后面，这样就可以逐步将序列中的元素按照大小顺序排列。
二元对比排序法的时间复杂度为O(n^2)，其中n为待排序元素的个数。
这意味着在处理大规模数据时，该算法的效率较低。
因此，在实际应用中，我们通常会选择其他更加高效的排序算法，如快速排序、归并排序等。
尽管二元对比排序法的效率较低，但它仍然具有一定的应用价值。
例如，在处理小规模数据时，该算法的效率比较高，可以快速得到排序结果。
此外，在一些特殊场景下，二元对比排序法也可以发挥出其优势。
例如，在处理稳定排序时，该算法可以保证排序结果的稳定性，即相同元素的相对位置不会发生变化。
二元对比排序法是一种简单易懂的排序算法，虽然在处理大规模数
据时效率较低，但在处理小规模数据和一些特殊场景下仍然具有一定的应用价值。
在实际应用中，我们应该根据具体情况选择合适的排序算法，以达到最优的排序效果。
【十大经典排序算法(动图演示)】 必学十大经典排序算法
【十大经典排序算法（动图演示）】必学十大经典排序算法0.1 算法分类十种常见排序算法可以分为两大类：比较类排序：通过比较来决定元素间的相对次序，由于其时间复杂度不能突破O(nlogn)，因此也称为非线性时间比较类排序。
非比较类排序：不通过比较来决定元素间的相对次序，它可以突破基于比较排序的时间下界，以线性时间运行，因此也称为线性时间非比较类排序。
0.2 算法复杂度0.3 相关概念稳定：如果a原本在b前面，而a=b，排序之后a仍然在b的前面。
不稳定：如果a原本在b的前面，而a=b，排序之后a 可能会出现在b 的后面。
时间复杂度：对排序数据的总的操作次数。
反映当n变化时，操作次数呈现什么规律。
空间复杂度：是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量，它也是数据规模n的函数。
1、冒泡排序（Bubble Sort）冒泡排序是一种简单的排序算法。
它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。
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。
1.1 算法描述比较相邻的元素。
如果第一个比第二个大，就交换它们两个；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，这样在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；重复步骤1~3，直到排序完成。
1.2 动图演示1.3 代码实现1.unction bubbleSort(arr) {2. varlen = arr.length;3. for(vari = 0; i arr[j+1]) {// 相邻元素两两对比6. vartemp = arr[j+1];// 元素交换7. arr[j+1] = arr[j];8. arr[j] = temp;9. }10. }11. }12. returnarr;13.}2、选择排序（Selection Sort）选择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。
几种常见算法的介绍及复杂度分析
几种常见算法的介绍及复杂度分析一、排序算法1.冒泡排序：通过反复交换相邻元素实现排序，每次遍历将最大元素放到最后。
时间复杂度为O(n^2)。
2.插入排序：将未排序元素插入已排序序列的适当位置，时间复杂度为O(n^2)。
3.选择排序：每次选择最小的元素放到已排序序列末尾，时间复杂度为O(n^2)。
4. 快速排序：通过递归将数组分段，并以一个基准元素为准将小于它的元素放在左边，大于它的元素放在右边，时间复杂度为O(nlogn)。
5. 归并排序：将数组递归拆分为多个子数组，对子数组进行排序并合并，时间复杂度为O(nlogn)。
二、查找算法1.顺序查找：从头到尾依次比较目标元素与数组中的元素，时间复杂度为O(n)。
2. 二分查找：依据已排序的数组特性，将目标元素与中间位置的元素比较，并根据大小取舍一半的数组进行查找，时间复杂度为O(logn)。
3.哈希查找：通过哈希函数将目标元素映射到数组的索引位置，时间复杂度为O(1)，但可能需要额外的空间。
三、图算法1.广度优先（BFS）：从起始节点开始，依次访问其邻居节点，再访问邻居的邻居，直到找到目标节点或遍历所有节点。
时间复杂度为O(V+E)，V为顶点数量，E为边的数量。
2.深度优先（DFS）：从起始节点开始一直遍历到没有未访问的邻居，再回溯到上一个节点继续遍历，直到找到目标节点或遍历所有节点。
时间复杂度为O(V+E)，V为顶点数量，E为边的数量。
3. 最短路径算法（如Dijkstra算法）：通过计算起始节点到每个节点的最短路径，找到起始节点到目标节点的最短路径。
时间复杂度为O(V^2)，V为顶点数量。
4. 最小生成树算法（如Prim算法）：通过贪心策略找到连通图的最小权重生成树，时间复杂度为O(V^2)，V为顶点数量。
四、动态规划算法1.背包问题：将问题拆解为若干子问题，并通过求解子问题的最优解推导出原问题的最优解。
时间复杂度为O(nW)，n为物品数量，W为背包容量。
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典型比较排序法时间复杂度对比
2008-09-12 13:56
平均情况最好情况最坏情况
归并排序O(nlogn)O(nlogn)O(nlogn)
快速排序O(nlogn)O(nlogn)O(n2)
希尔排序O(n1.5)O(n)O(n1.5)
插入排序O(n2)O(n)O(n2)
选择排序O(n2)O(n2)O(n2)
堆排序：时间复杂度O(n log n)
选择排序：时间复杂度O（n2）
冒泡排序：时间复杂度O（n2）
归并排序占用附加存储较多，需要另外一个与原待排序对象数组同样大小的辅助数组。
这是这个算法的缺点。
基数排序：时间复杂度是O ( d ( n+radix ) ),但d一般不能取常数，d=logn，所以时间复杂度为O(n log n)，当k=n时，为O(n)
线性时间排序的有：计数、基数、桶排序。
在前面几节中讨论了内部排序和外部排序的方法。
对于内部排序主要介绍了五大类排序方法：插入排序（直接插入排序、折半插入排序和希尔排序）、交换排序（冒泡排序和快速排序）、选择排序（简单选择排序和堆排序）、归并排序和基数排序。
详细讨论了各种排序方法的基本原理，并从时间复杂性、空间复杂性以及排序的稳定性三方面
讨论了各种排序方法的时效性，介绍了各排序方法的实现算法及其存在的优缺点。
如果待排序的数据量很小，最好选择编程简单的排序算法，因为在这种情况下采用编程复杂、效率较高的排序方法所能节约的计算机时间是很有限的。
反之，如果待处理的数据量很大，特别是当排序过程作为应用程序的一部分需要经常执行时，就应该认真分析和比较各种排序方法，从中选出运行效率最高的方法。
下面具体比较一下各种排序方法，以便实现不同的排序处理。
(1) 插入排序的原理：向有序序列中依次插入无序序列中待排序的记录，直到无序序列为空，对应的有序序列即为排序的结果，其主旨
是“插入”。
(2) 交换排序的原理：先比较大小，如果逆序就进行交换，直到有序。
其主旨是“若逆序就交换”。
(3) 选择排序的原理：先找关键字最小的记录，再放到已排好序的序列后面，依次选择，直到全部有序，其主旨是“选择”。
(4) 归并排序的原理：依次对两个有序子序列进行“合并”，直到合并为一个有序序列为止，其主旨是“合并”。
(5) 基数排序的原理：按待排序记录的关键字的组成成分进行排序的一种方法，即依次比较各个记录关键字相应“位”的值，进行排序，直到比较完所有的“位”，即得到一个有序的序列。
各种排序方法的工作原理不同，对应的性能也有很大的差别，下面通过一个表格可以看到各排序方法具体的时间性能、空间性能等方面的区别。
依据这些因素，可得出如下几点结论：
(1) 若n较小（如n值小于50），对排序稳定性不作要求时，宜采用选择排序方法，若关键字的值不接近逆序，亦可采用直接插入排序法。
但如果规模相同，且记录本身所包含的信息域比较多的情况下应首选简单选择排序方法。
因为直接插入排序方法中记录位置的移动操作次数比直接选择排序多，所以选用直接选择排序为宜。
(2) 如果序列的初始状态已经是一个按关键字基本有序的序列，则选择直接插入排序方法和冒泡排序方法比较合适，因为“基本”有序的序列在排序时进行记录位置的移动次数比较少。
(3) 如果n较大，则应采用时间复杂度为O(nlog2n)的排序方法，即快速排序、堆排序或归并排序方法。
快速排序是目前公认的内部排序的最好方法，当待排序的关键字是随机分布时，快速排序所需的平均时间最少；堆排序所需的时间与快速排序相同，但辅助空间少于快速排序，并且不会出现最坏情况下时间复杂性达到O(n2)的状况。
这两种排
序方法都是不稳定的，若要求排序稳定则可选用归并排序。
通常可以将它和直接插入排序结合在一起用。
先利用直接插入排序求得两个子文件，然后，再进行两两归并。
排序是软件设计中最常用的运算之一。
排序分为内部排序和外部排序，涉及多种排序的方法。
内部排序是将待排序的记录全部放在内存的排序。
本章所讨论的各种内部排序的方法大致可分为：插入排序、交换排序、选择排序、归并排序和基数排序。
插入排序算法的基本思想是：将待序列表看做是左、右两部分，其中左边为有序序列，右边为无序序列，整个排序过程就是将右边无序序列中的记录逐个插入到左边的有序序列中。
直接插入排序是这类排序算法中最基本的一种，然而，该排序法时间性能取决于待排序记录的初始特性。
折半插入排序是通过折半查找的方法在有序表中查找记录插入位置的排序方法。
希尔排序算法是一种改进的插入排序，其基本思想是：将待排记录序列划分为若干组，在每组内先进行直接插入排序，以使组内序列基本有序，然后再对整个序列进行直接插入排序。
其时间性能不取决于待排序记录的初始特性。
交换排序的基本思想是：两两比较待排序列的记录关键字，发现逆序即交换。
基于这种思想的排序有冒泡排序和快速排序两种。
冒泡排序的基本思想是：从一端开始，逐个比较相邻的两个记录，发现逆序即交换。
然而，其时间性能取决于待排序记录的初始特性。
快速排序是一种改进的交换排序，其基本思想是：以选定的记录为中间记录，将待排序记录划分为左、右两部分，其中左边所确记录的关键字不大于右边所有记录的关键字，然后再对左右两部分分别进行快速排序。
选择排序的基本思想是：在每一趟排序中，在待排序子表中选出关键字最小或最大的记录放在其最终位置上。
直接选择排序和堆排序是基于这一思想的两个排序算法。
直接选择排序算法采用的方法较直观：通过对待排序子表中完整地比较一遍以确定最大(小)记录，并将该记录放在子表的最前(后)面。
堆排序就是利用堆来进行的一种排序，其中堆是一个满足特定条件的序列，该条件用完全二叉树模型表示为每个结点不大于(小于)其左、右孩子的值。
利用堆排序可使选择下一个最大(小)数的时间加快，因而提高算法的时间复杂度，达到
O(nlog2n)。
归并排序是一种基于归并的排序，其基本操作是指将两个或两个以上的有序表合并成一个新的有序表。
首先将n个待排序记录看成n个长
度为1的有序序列，第一趟归并后变成n/2个长度为2或1的有序序列；再进行第二趟归并，如此反复，最终得到一个长度为n的有序序列。
归并排序的时间复杂度为O(nlog2n)，最初待排序记录的排列顺序对运算时间影响不大，不足之处就是需要占用较大的辅助空间。
基数排序是利用多次的分配和收集过程进行排序。
关键字的长度为d，其每位的基数为r。
首先按关键字最低位值的大小依次将记录分配到r个队列中，然后依次收集；随后按关键字次最低位值的大小依次对记录进行分配并收集；如此反复，直到完成按关键字最高位的值对记录进行分配和收集。
基数排序需要从关键字的最低位到最高位进行d 趟分配和收集，时间复杂度为O(d(n+r))，其缺点是多占用额外的内存空间存放队列指针。
外部排序是对存放在外存的大型文件的排序，外部排序基于对有序归并段的归并，而其初始归并段的产生基于内部排序。