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DS-排序回顾


快速排序相比于堆排序的优点有:

  1. 效率更高:快速排序的平均时间复杂度为 O(nlogn),而堆排序的时间复杂度为 O(nlogn)。虽然它们的时间复杂度相同,但是在实际情况下,快速排序往往比堆排序更快,因为快速排序具有良好的局部性和缓存性能。

  2. 原地排序:快速排序是一种原地排序算法,它不需要额外的空间来存储临时数据。相比之下,堆排序需要使用额外的空间来构建和维护堆。
    快速排序需的递归栈深度=O(n),平均O(log2n),堆排序构建和维护栈不要额外空间

  3. 稳定性:快速排序是一种不稳定的排序算法,意味着相等元素的相对顺序可能会发生改变。而堆排序是一种稳定的排序算法,相等元素的相对顺序不会改变。

  4. 对于小规模数据集的处理更快:当待排序的数据规模较小时,快速排序通常比堆排序更快。这是因为快速排序在每次递归时只需要处理部分数据,而堆排序需要对整个数据集进行操作。

总体而言,快速排序在大多数情况下更加高效且具有更好的性能表现,但在某些特殊情况下,堆排序可能更适合使用。


插入排序系

  1. 插入排序,每次查找未排序记录的第一个在已排序记录中的位置,比较的过程中将大者后移一位
  2. 希尔排序,间隔从大到小,每次用插入排序
  3. 折半查找,每次找到位置,什么时候更新?

选择排序

  1. 本体:每次从未排序中选最小的放在前面
  2. 堆排序:——optimal applied situation/scene:1亿个只取100个最大的
    构建initial堆:
  3. 按插入,最小堆的构建O(n)
  4. 筛选法:从 ⌈ \lceil n/2 ⌉ \rceil 的位置开始,将该节点(以最小堆为例)下移到左右子均比它大,用时最坏O(n),最好(n/2),平均O(n)
    排序:每次将堆顶与堆尾交换,再下移新堆顶,用时O(nlog2n),
    1+2总用时O(nlogn)
    插入:放到堆尾,上移到比双亲大
    删除:与堆尾交换,原堆尾再下移到比孩子小,删除新的堆尾

交换排序

  1. 冒泡排序:从后往前,每次把最小的放到最前边
  2. 快速排序:任取一点(队首),分治法,左边为小的,右边为大的,逆序对交换,递归层数=(log2n - n)

归并和基数

  1. 归并:与希尔的共同点,都有一个超参幂乘
  • 2路归并:归并段直接比较即可,不同归并段的合并用额外空间,比较次数n2n-1,log2n次归并O(nlog2~n)
  • k路平衡归并:败者树,初始二叉树用时k-1,有序归并段中取出新的最小值用时O(log2k),一趟合并用时O(nlog2k),共O(nlog2k log~k n)=O(nlog2n),初始归并段的获得,可用快排平均O(nlog2k),最坏O(n2)(置换-选择得到的为非平衡,败者树用时O(nlog2|WA|)
  1. 基数排序:按位数从小到大,用计数排序
    计数排序可用1)数组形式,~~2)每个数据需要包含一个指针,r个队列(数据数位0-r-1),存储当次排序的首指针?~~算了我们还是用标准的数组把

外部排序

  1. 数据量太大,内存放不下,一般采用归并方法,每次取一小段,排好了再放回去
  2. 对m路归并,内存缓冲区分成2m个输入区和2个输出区(存放归并完成的结果),*2=1个存放内存到缓冲区的交互,一个用于中和缓冲区和外存的交互
    缓冲区1写满了,就全部放到buffer2,接着往buf1写,同时buf2并行写入memory
  3. 如何减小归并趟数,进而减小访存次数?
  • 增大归并的路数,但直接比较来确定r个有序队列最小值,导致比较用时上升;采用败者树可以抵消路数增大导致的比较时间变长
  • 增大初始段长,置换-选择法,将初始序列通过k=|WA|的败者树分成不定长有序初始段的集合,段长即为为归并代价
    —— 利用Huffman算法,得到合并路径的规划方案,k路不平衡归并总用时=2*WPL*log2k O(WPL*log2k)

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