算法系列15天速成——第一天 七大经典排序【上】

算法系列15天速成——第一天 七大经典排序【上】转自：http://blog.csdn.net/m13666368773/article/details/7492733算法就好比程序开发中的利剑，所到之处，刀起头落。 针对现实中的排序问题，算法有七把利剑可以助你马道成功。 [csharp] view plain copyusing System;  
 using System.Collections.Generic;  
 using System.Linq;  
 using System.Text;  
 using System.Diagnostics;  
 using System.Threading;  
   
 namespace BubbleSort  
 {  
     public class Program  
     {  
         static void Main(string[] args)  
         {  
             //五次比较  
             for (int i = 1; i <= 5; i++)  
             {  
                 List<int> list = new List<int>();  
                 //插入2k个随机数到数组中  
                 for (int j = 0; j < 2000; j++)  
                 {  
                     Thread.Sleep(1);  
                     list.Add(new Random((int)DateTime.Now.Ticks).Next(0, 100000));  
                 }  
                 Console.WriteLine("\n第" + i + "次比较：");  
                 Stopwatch watch = new Stopwatch();  
                 watch.Start();  
                 var result = list.OrderBy(single => single).ToList();  
                 watch.Stop();  
                 Console.WriteLine("\n快速排序耗费时间：" + watch.ElapsedMilliseconds);  
                 Console.WriteLine("输出前是十个数:" + string.Join(",", result.Take(10).ToList()));  
                 watch.Start();  
                 result = BubbleSort(list);  
                 watch.Stop();  
                 Console.WriteLine("\n冒泡排序耗费时间：" + watch.ElapsedMilliseconds);  
                 Console.WriteLine("输出前是十个数:" + string.Join(",", result.Take(10).ToList()));  
             }  
         }  
   
         //冒泡排序算法  
         static List<int> BubbleSort(List<int> list)  
         {  
             int temp;  
             //第一层循环： 表明要比较的次数，比如list.count个数，肯定要比较count-1次  
             for (int i = 0; i < list.Count - 1; i++)  
             {  
                 //list.count-1：取数据最后一个数下标，  
 //j>i: 从后往前的的下标一定大于从前往后的下标，否则就超越了。  
                 for (int j = list.Count - 1; j > i; j--)  
                 {  
                     //如果前面一个数大于后面一个数则交换  
                     if (list[j - 1] > list[j])  
                     {  
                         temp = list[j - 1];  
                         list[j - 1] = list[j];  
                         list[j] = temp;  
                     }  
                 }  
             }  
             return list;  
         }  
     }  
 }  

首先排序分为四种：       交换排序： 包括冒泡排序，快速排序。      选择排序： 包括直接选择排序，堆排序。      插入排序： 包括直接插入排序，希尔排序。      合并排序： 合并排序。 那么今天我们讲的就是交换排序，我们都知道，C#类库提供的排序是快排，为了让今天玩的有意思点，我们设计算法来跟类库提供的快排较量较量。争取KO对手。 冒泡排序：首先我们自己来设计一下“冒泡排序”，这种排序很现实的例子就是：我抓一把沙仍进水里，那么沙子会立马沉入水底， 沙子上的灰尘会因为惯性暂时沉入水底，但是又会立马像气泡一样浮出水面，最后也就真相大白咯。 关于冒泡的思想，我不会说那么官方的理论，也不会贴那些文字上来，我的思想就是看图说话。那么我们就上图.           

要达到冒泡的效果，我们就要把一组数字竖起来看，大家想想，如何冒泡？如何来体会重的沉底，轻的上浮？ 第一步:  我们拿40跟20比，发现40是老大，不用交换。第二步:  然后向前推一步，就是拿20跟30比，发现30是老大，就要交换了。第三步：拿交换后的20跟10比，发现自己是老大，不用交换。第四步：拿10跟50交换，发现50是老大，进行交换。 最后，我们经过一次遍历，把数组中最小的数字送上去了，看看，我们向目标又迈进了一步。 现在大家思想都知道了，下面我们就强烈要求跟快排较量一下，不是你死就是我活。
 

 呜呜，看着这两种排序体检报告，心都凉了，冒泡被快排KO了，真惨，难怪人家说冒泡效率低，原来真tmd低。 快速排序：既然能把冒泡KO掉，马上就激起我们的兴趣，tnd快排咋这么快，一定要好好研究一下。首先上图：    

 从图中我们可以看到：left指针，right指针，base参照数。其实思想是蛮简单的，就是通过第一遍的遍历（让left和right指针重合）来找到数组的切割点。第一步：首先我们从数组的left位置取出该数（20）作为基准（base）参照物。第二步：从数组的right位置向前找，一直找到比（base）小的数，            如果找到，将此数赋给left位置（也就是将10赋给20），            此时数组为：10，40，50，10，60，            left和right指针分别为前后的10。第三步：从数组的left位置向后找，一直找到比（base）大的数，             如果找到，将此数赋给right的位置（也就是40赋给10），             此时数组为：10，40，50，40，60，             left和right指针分别为前后的40。第四步：重复“第二,第三“步骤，直到left和right指针重合，             最后将（base）插入到40的位置，             此时数组值为： 10，20，50，40，60，至此完成一次排序。第五步：此时20已经潜入到数组的内部，20的左侧一组数都比20小，20的右侧作为一组数都比20大，            以20为切入点对左右两边数按照"第一，第二，第三，第四"步骤进行，最终快排大功告成。 同样，我们把自己设计的快排跟类库提供的快拍比较一下。看谁牛X。
 [csharp] view plain copyusing System;  
 using System.Collections.Generic;  
 using System.Linq;  
 using System.Text;  
 using System.Threading;  
 using System.Diagnostics;  
   
 namespace QuickSort  
 {  
     public class Program  
     {  
         static void Main(string[] args)  
         {  
             //5次比较  
             for (int i = 1; i <= 5; i++)  
             {  
                 List<int> list = new List<int>();  
   
                 //插入200个随机数到数组中  
                 for (int j = 0; j < 200; j++)  
                 {  
                     Thread.Sleep(1);  
                     list.Add(new Random((int)DateTime.Now.Ticks).Next(0, 10000));  
                 }  
   
                 Console.WriteLine("\n第" + i + "次比较：");  
   
                 Stopwatch watch = new Stopwatch();  
   
                 watch.Start();  
                 var result = list.OrderBy(single => single).ToList();  
                 watch.Stop();  
   
                 Console.WriteLine("\n系统定义的快速排序耗费时间：" + watch.ElapsedMilliseconds);  
                 Console.WriteLine("输出前是十个数:" + string.Join(",", result.Take(10).ToList()));  
   
                 watch.Start();  
                 new QuickSortClass().QuickSort(list, 0, list.Count - 1);  
                 watch.Stop();  
   
                 Console.WriteLine("\n俺自己写的快速排序耗费时间：" + watch.ElapsedMilliseconds);  
                 Console.WriteLine("输出前是十个数:" + string.Join(",", list.Take(10).ToList()));  
   
             }  
         }  
     }  
   
     public class QuickSortClass  
     {  
   
         ///<summary>  
 /// 分割函数  
 ///</summary>  
 ///<param name="list">待排序的数组</param>  
 ///<param name="left">数组的左下标</param>  
 ///<param name="right"></param>  
 ///<returns></returns>  
         public int Division(List<int> list, int left, int right)  
         {  
             //首先挑选一个基准元素  
             int baseNum = list[left];  
   
             while (left < right)  
             {  
                 //从数组的右端开始向前找，一直找到比base小的数字为止(包括base同等数)  
                 while (left < right && list[right] >= baseNum)  
                     right = right - 1;  
   
                 //最终找到了比baseNum小的元素，要做的事情就是此元素放到base的位置  
                 list[left] = list[right];  
   
                 //从数组的左端开始向后找，一直找到比base大的数字为止（包括base同等数）  
                 while (left < right && list[left] <= baseNum)  
                     left = left + 1;  
   
   
                 //最终找到了比baseNum大的元素，要做的事情就是将此元素放到最后的位置  
                 list[right] = list[left];  
             }  
             //最后就是把baseNum放到该left的位置  
             list[left] = baseNum;  
   
             //最终，我们发现left位置的左侧数值部分比left小，left位置右侧数值比left大  
 //至此，我们完成了第一篇排序  
             return left;  
         }  
   
         public void QuickSort(List<int> list, int left, int right)  
         {  
             //左下标一定小于右下标，否则就超越了  
             if (left < right)  
             {  
                 //对数组进行分割，取出下次分割的基准标号  
                 int i = Division(list, left, right);  
   
                 //对“基准标号“左侧的一组数值进行递归的切割，以至于将这些数值完整的排序  
                 QuickSort(list, left, i - 1);  
   
                 //对“基准标号“右侧的一组数值进行递归的切割，以至于将这些数值完整的排序  
                 QuickSort(list, i + 1, right);  
             }  
         }  
     }  
 }  


 不错，快排就是快，难怪内库非要用他来作为排序的标准。 嗯，最后要分享下：冒泡的时间复杂度为： 0(n) - 0(n^2)快排的时间复杂度为:     平均复杂度： N(logN)    最坏复杂度：  0(n^2)