数据结构(Java版)排序

排序
12
直接插入排序实例
初始关键字序列： i=1(33) i=2(62) i=3(96) i=4(87) i=5(17) i=6(28) i=7(51) [51] [33 [33 [33 [33 [17 [17 [17 33 51] 51 51 51 33 28 28 62 62 62] 62 62 51 33 33 96 96 96 96] 87 62 51 51 87 87 87 87 96] 87 62 51 17 17 17 17 17 96] 87 62 28 28 28 28 28 28 96] 87 51 51 51 51 51 51 51 96]
排序
13
课堂练习与算法设计

一组关键字（19,
1,26,92,87,11,43,87,21），进行插 入 排序，试列出每一趟排序后的关 键字序列 19, 1,26,92,87,11,43,87,21 i=1 1,19,26,92,87,11,43,87,21 i=2 1,19,26,92,87,11,43,87,21 i=3 1,19,26,92,87,11,43,87,21 i=4 1,19,26, 87,92,11,43,87,21 i=5 1, 11,19,26, 87,92,43,87,21 i=6 1, 11,19,26, 43,87,92,87,21 i=7 1, 11,19,26, 43,87,87,92,21 i=81, 11,19,21,26, 43,87,87,92





排序
14
快速排序

基本思想：首先将待排序记录序列中的所 有记录作为当前待排序区域，从中任选取 一个记录（通常可选第一个记录），以它 的关键字作为枢轴（或支点）（pivot）， 凡其关键字小于枢轴的记录均移动至该记 录之前，反之，凡关键字大于枢轴的记录 均移动至该记录之后
排序
8

排序
直接选择排序实例
初始关键字序列： 51 33 62 96 87 17 28 ↑ ↑ 第一趟排序后： [17] 33 62 96 87 51 28 ↑ ↑ 第二趟排序后： [17 28] 62 96 87 51 33 ↑ ↑ 第三趟排序后： [17 28 33] 96 87 51 62 第四趟排序后： [17 28 33 51] 87 96 62 第五趟排序后： [17 28 33 51 51] 96 62 第六趟排序后： [17 28 33 51 51 62] 96 第七趟排序后： [17 28 33 51 51 62 87
排序
51 51 51 51 51 87 87 96]
9
课堂练习与算法设计
选择排序过程： 34 i=1 i=2 i=3 i=4 i=5 i=6 12 3 3 3 3 3 3 45 12 12 12 12 12 12 21 45 45 21 21 21 21 87 21 21 45 26 26 26 26 87 87 87 87 34 34 3 26 26 26 45 45 45 算法设计： n=a.length; for(i=0,i<n-1;i++){ 从a[i]…a[n-1]中找出最小的元 素放到a[i]处 min=i; for( j=i-1j<n-1;j++) if(a[min]>a[j])min=j; if(min!=i) 交换a[min]和a[i] }
排序
深圳职业技术学院软件系
基本概念

排序： 将n个数字按一定顺序排列（比如：升序， 或者降序） 班上有 30 个学生，按照学号进行由小到大 的排序

排序
2
基本概念

内部排序 ：若整个排序过程不需要访问外 存便能完成，则称此类排序问题为内部排 序 外部排序：若参加排序的记录数量很大， 整个序列的排序过程不可能在内存中完成， 则称此类排序问题为外部排序
void quickSort(int a[ ],int s,int t){
if(s<t){ k=partion(a,s,t); quickSort (a,s,k-1) quickSort (a,k+1,t) } } int partion(int a[],int l,int r){ temp=a[l];j=r;i=l; while(i<j){
[62] 96 87 i↑ [17] 96 87 i↑ 17 [96] 87 i↑
完成一趟排序：
28
33
17
排序
[51] 87
96
62
51
16
快速排序结果
初始关键字序列： 51 33 62 96 87 17 28 51 一趟排序之后： [28 33 17] 51 [87 96 62 51] 分别进行快速排序：[17] 28 [33] [51 62] 87 [96] 51 [62]
排序 3
Fra Baidu bibliotek
几种常用的排序方法
冒泡排序 选择排序 快速排序 插入排序 希尔排序 归并排序

排序
4
冒泡排序

基本思想：对所有相邻记录的关键字值进 行比较，如果是逆序（a[j]>a[j+1]），则将 其交换，最终达到有序化
排序
5
冒泡排序实例
初始关键字序列：
51 33 62
51 33 62 96 87 17 28 51
34 34 34 34 87 87
排序
10
插入排序

主要思想：不断地将待排序的数值插入到 有序序列中，使有序序列逐渐扩大，直至 所有数值都进入有序序列中位置 插入排序种类：直接插入排序、折半插入 排序、二路插入排序、表插入排序和希尔 排序
排序 11

直接插入排序

基本思想：将记录R[i]插入到有序子序列 R[0..i-1]中，使记录的有序序列从R[0..i-1] 变为R[0..i]
排序
20
96 87 17 28 51
第一趟排序结果：
33 51 62
33 51 62 87 17 28 51 [96]
87 17 28 51 96
第二趟排序结果： 第三趟排序结果： 第四趟排序结果： 第五趟排序结果： 第六趟排序结果：
33 33 33 17 [17
51 51 17 28 28
62 17 28 33 33
17 28 51 [51 51
28 51 51 [62 [51 62 51 62 51 62
[87 87 87 87 87
96] 96] 96] 96] 96]
6
排序
课堂练习与算法设计




一组关键字 （19,01,26,92,87,11,43,87,21），进行冒 泡排序，试列出每一趟排序后的关键字序 列 19,1,26,92,87,11,43,87,21 i=1 1 19 26 87 11 43 87 21 92 i=2 1 19 26 11 43 87 21 87 92 i=3 1 19 11 26 43 21 87 87 92 i=4 1 11 19 26 21 43 87 87 92 i=5 1 11 19 21 26 43 87 87 92 i=6 1 11 19 21 26 43 87 87 92 i=7 1 11 19 21 26 43 87 87 92 i=8 1 11 19 21 26 43 87 87 92
从j位置逐个比较temp和a[j],把比temp小 的元素调到a[i]处； 从i位置逐个比较temp和a[i],把比temp大的 元素调到a[j]处；
} return j; }
}
排序 18
排序方式比较
排序方法 平均时间 O(n2) 直接插入排序 O(n2) 冒泡排序 O(n2) 直接选择排序 O(n1.3) 希尔排序 O(nlog2n) 快速排序 O(nlog2n) 堆排序 2路归并排序 O(nlog2n)
算法设计： void insertSort(int a[]){ n=a.length; for(i=1;i<n;i++){ 将a[i]插入到a[0]…a[i-1]中,保持原来的排序 1 在a[0]…a[i-1]中找到插入的位置j 2 把a[j]…a[i-1]逐个后移一个位置 (a[i-1]移到a[i],…a[j]移到a[j+1]]) 3 把a[i]放到a[j]处 } }
排序
最坏情况 O(n2) O(n2) O(n2) O(n1.3) O(n2) O(nlog2n) O(nlog2n)
辅助空间 O(1) O(1) O(1) O(1) O(log2n) O(1) O(n)
19
综合项目实践
164页实战演练：
设计一个项目可以对5000个数进行排序，计算并比较各种排序的 时间。运行界面如下.
15
快速排序一趟排序过程
初始关键字序列： [51] 33 R[0]=51 i↑ 第一次交换之后： [28] 33 i↑ 第二次交换之后： 28 33 第三次交换之后： 第四次交换之后： 28 28 33 33 62 62 96 96 87 87 51 j↑ 17 [28] 51 j↑ 17 [62] 51 j↑ [17] 62 51 j↑ [96] 62 51 j↑ 17 28
算法设计： for(int i=1;i<=a.length-1;i++) for(j=0;j<a.length-1-i;j++) if(a[j]>a[j+1]) 交换a[j]和a[j+1]
编程实现
排序
7
选择排序

基本思想：依次从待排序记录序列中选择出关键 字值最小（或最大）的记录、关键字值次之的记 录、……，并分别将它们定位到序列左侧（或右 侧）的第1个位置、第2个位置、……，从而使待 排序的记录序列成为按关键字值由小到大（或由 大到小）排列的有序序列。 选择排序种类：直接选择排序和堆排序
有序序列：
17 28 33 51 51 62
87 96
排序
17
算法设计：
课堂练习与 算法设计
给出一组关键字 ，快速排序的每一趟的 排序结果： 46,58,15,45,90,18,10,62,87,23 t=46 t=46 t=46 t=46 t=46 23,58,15,45,90,18,10,62,87,23 i j 23,58,15,45,90,18,10,62,87,58 i j 23,10,15,45,90,18,10,62,87,58 i j 23,10,15,45,90,18,90,62,87,58 ij 23,10,15,45,46,18,90,62,87,58 ij