排序是我们生活中经常会面对的问题。同学们做操时会按照从矮到高排列;老师查看上课出勤情况时,会按学生学号顺序点名;高考录取时,会按成绩总分降序依次录取等。排序是数据处理中经常使用的一种重要的运算,它在我们的程序开发中承担着非常重要的角色。
排序分为以下四类共七种排序方法:
交换排序:
① 冒泡排序
② 快速排序
选择排序:
③ 直接选择排序
④ 堆排序
插入排序:
⑤ 直接插入排序
⑥ 希尔排序
合并排序:
⑦ 合并排序
这篇文章主要总结的是交换排序(即冒泡排序和快速排序),交换排序的基本思想是:两两比较待排序元素,如果发现两个元素的次序相反时即进行交换,直到所有元素都没有反序时为止。我会从以下几个方面进行总结:
1、冒泡排序及算法实现
2、快速排序及算法实现
3、冒泡排序VS快速排序
什么是冒泡排序呢?冒泡排序是一种简单的排序方法,它的基本思想是:通过相邻两个元素之间的比较和交换,使较大的元素逐渐从前面移向后面(升序),就像水底下的气泡一样逐渐向上冒泡,所以被称为“冒泡”排序。冒泡排序的最坏时间复杂度为O(n2),平均时间复杂度为O(n2)
下面以一张图来展示冒泡排序的全过程,其中方括号内为下一轮要排序的元素,方括号后面的第一个元素为本轮排序浮出来的最大元素。
冒泡排序算法的代码实现:
BubbleSort.java
测试结果:
快速排序(Quick Sort) 是对冒泡排序的一种改进方法,在冒泡排序中,进行元素的比较和交换是在相邻元素之间进行的,元素每次交换只能移动一个位置,所以比较次数和移动次数较多,效率相对较低。而在快速排序中,元素的比较和交换是从两端向中间进行的,较大的元素一轮就能够交换到后面的位置,而较小的元素一轮就能交换到前面的位置,元素每次移动的距离较远,所以比较次数和移动次数较少,速度较快,故称为“快速排序”。
快速排序的基本思想是:通过一轮排序将待排序元素分割成独立的两部分, 其中一部分的所有元素均比另一部分的所有元素小,然后分别对这两部分的元素继续进行快速排序,以此达到整个序列变成有序序列。快速排序的最坏时间复杂度为O(n2),平均时间复杂度为O(n*log2n)
快速排序算法的代码实现:
QuickSort.java
测试结果:
代码如下:
BubbleVsQuick.java
测试结果:
可见,快速排序的速度比冒泡排序更快。