归并排序

基本原理

归并排序使用了一个被称为分治法的通用模式,在分治法中,我们将问题分解为类似于原子问题的问题,递归的求解这些子问题,然后再合并这些自问题的解来得出原问题的解。
分治法的一般步骤
1、分解:把一个问题分解为多个子问题,这些子问题是更小实例上的原问题。
2、解决:递归求解自问题。当子问题足够小时,按照基础情况求解。
3、合并:把自问题的解合并为原问题的解。
归并操作的工作原理如下:
第一步:申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列
第二步:设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
第三步:比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置
重复步骤3直到某一指针超出序列尾
将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

具体过程

对于归并排序的实现,我们看一下《算法基础》中给的一个归并的例子
归并排序和快速排序

时间复杂度

最好最的时间复杂度都是O(nlogn)
尽管归并排序效率很高,但是还是有一些缺点。归并排序并不是原址的,它必须将整个数组进行完全拷贝,如果空间非常宝贵,不适合使用归并排序。

快速排序

基本原理

和归并排序一样,快速排序也使用分治模式
假设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用第一个数据)作为关键数据,然后将所有比它的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一躺快速排序。一躺快速排序的算法是:
1、设置两个变量I、J,排序开始的时候I:=1,J:=N-1;
2、以第一个数组元素作为关键数据,赋值给X,即X=A[1];
3、从J开始向前搜索,即由后开始向前搜索(J=J-1),找到第一个小于X的值,两者交换;
4、从I开始向后搜索,即由前开始向后搜索(I=I+1),找到第一个大于X的值,两者交换;
5、重复第3、4步,直到I=J;

具体过程
待排序的数组A的值分别是:(初始关键数据X=49)
                   A[0]     A[1]     A[2]     A[3]     A[4]      A[5]     A[6]:
                     49        38       65       97       76       13        27
进行第一次交换后:   27        38       65       97       76       13        49
                   ( 按照算法的第三步从后面开始找)
进行第二次交换后:   27        38       49       97       76       13        65
                  ( 按照算法的第四步从前面开始找>X的值,65>49,两者交换,此时I:=3 )
进行第三次交换后:   27        38       13       97       76       49        65
( 按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找)
进行第四次交换后:   27        38       13       49       76       97        65
( 按照算法的第四步从前面开始找大于X的值,97>49,两者交换,此时J=4 )
此时再执行第三不的时候就发现I=J,从而结束一躺快速排序,那么经过一躺快速排序之后的结果是:
27        38       13       49       76       97        65,
即所有大于49的数全部在49的后面,所有小于49的数全部在49的前面。


转自https://blog.csdn.net/robertcpp/article/details/51540976

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