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算法可视化:一文弄懂 10 大排序算法

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算法可视化:一文弄懂 10 大排序算法

前言

排序算法是计算机科学中最基本、最常用的算法之一。在日常开发和实际应用中,经常需要对数据进行排序,以便更高效地处理和查询数据。不同的排序算法在性能和复杂度上有着差异,了解它们的特点和工作原理可以帮助我们选择适合特定场景的排序算法。本文将通过可视化的方式,一一介绍10大经典排序算法,帮助大家更好地理解和掌握它们。

1. 冒泡排序(Bubble Sort)

冒泡排序是一种简单的交换排序算法。它重复地遍历要排序的列表,比较相邻的元素,如果它们的顺序错误就交换它们,直到没有任何交换发生为止。

冒泡排序的过程类似于气泡在水中冒泡的过程,较大的元素会逐渐浮到列表的末尾。

Bubble Sort

2. 选择排序(Selection Sort)

选择排序也是一种简单的排序算法。它将列表分为已排序部分和未排序部分,每次从未排序部分选择最小的元素,将其放到已排序部分的末尾。

选择排序的过程类似于将最小的元素不断“选择”到正确的位置。

Selection Sort

3. 插入排序(Insertion Sort)

插入排序是一种简单且高效的排序算法。它将列表分为已排序部分和未排序部分,每次从未排序部分选择一个元素,插入到已排序部分的正确位置。

插入排序的过程类似于打扑克牌时整理手中的牌,将新抓到的牌插入到合适的位置。

Insertion Sort

4. 希尔排序(Shell Sort)

希尔排序是一种改进的插入排序算法。它将列表按照一定的间隔分组,对每组进行插入排序,然后逐渐缩小间隔直到为1,最后对整个列表进行插入排序。

希尔排序的过程类似于分阶段的插入排序,通过逐渐缩小间隔,使得列表中的元素逐渐有序。

Shell Sort

5. 归并排序(Merge Sort)

归并排序是一种分治算法。它将列表不断拆分为两个子列表,对每个子列表进行归并排序,然后将排好序的子列表合并为一个有序的列表。

归并排序的过程类似于将两个有序的列表合并为一个有序的列表。

Merge Sort

6. 快速排序(Quick Sort)

快速排序也是一种分治算法。它选择一个基准元素,将列表分为两个子列表,小于基准元素的放在左边,大于基准元素的放在右边,然后递归地对两个子列表进行快速排序。

快速排序的过程类似于不断划分和排序,最终将整个列表排序。

Quick Sort

7. 堆排序(Heap Sort)

堆排序利用堆的特性进行排序。它首先将列表构建为一个最大堆或最小堆,然后反复取出堆顶元素(最大或最小元素),将堆调整为新的堆,直到列表排序完成。

堆排序的过程类似于建堆和调整堆的过程。

Heap Sort

8. 计数排序(Counting Sort)

计数排序是一种线性时间复杂度的排序算法。它适用于待排序列表中的元素是有确定范围的整数。它通过统计列表中每个元素出现的次数,然后根据次数重构有序的列表。

计数排序的过程类似于对元素进行计数和重建列表的过程。

Counting Sort

9. 桶排序(Bucket Sort)

桶排序也是一种线性时间复杂度的排序算法。它将列表分割为若干个桶,每个桶用于存放一定范围内的元素,然后对每个桶中的元素进行排序,最后将各个桶中的元素合并为一个有序列表。

桶排序的过程类似于将元素分配到不同的桶中,对每个桶中的元素进行排序,然后合并桶中的元素。

Bucket Sort

10. 基数排序(Radix Sort)

基数排序是一种多关键字的排序算法。它将列表中的元素按照每个关键字进行排序,从最低位到最高位依次进行,最终得到有序的列表。

基数排序的过程类似于对每个关键字进行排序,然后按照顺序进行排列。

Radix Sort

结论

本文介绍了10大经典排序算法,并通过可视化的方式演示了它们的工作原理。每种排序算法都有其独特的特点和适用场景,了解它们有助于我们在实际开发中选择合适的排序算法。希望本文对大家在算法可视化方面有所帮助,谢谢大家的阅读!

更新:2023-09-25 00:00:12 © 著作权归作者所有
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