数据结构的八大排序之冒泡排序、选择排序和插入排序

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2024-01-13 08:05:58

在计算机科学中，排序算法是用于对一组元素进行排序的算法。排序算法有很多种，每种算法都有其不同的时间复杂度、空间复杂度、稳定性等特性。在这篇文章中，我们将介绍数据结构中的八种常见排序算法，分别是：

冒泡排序
选择排序
插入排序
归并排序
快速排序
堆排序
桶排序
基数排序

在这篇文章中，我们将介绍前三种排序算法：冒泡排序、选择排序和插入排序。

冒泡排序

冒泡排序是一种简单直观的排序算法。它通过比较相邻元素的大小，将较大的元素向后移动，较小的元素向前移动，直到所有元素都按顺序排列。

冒泡排序的时间复杂度为 O(n^2)，空间复杂度为 O(1)。它是一种不稳定的排序算法，这意味着它可能会改变相等元素的相对顺序。

冒泡排序的伪代码如下：

procedure bubbleSort(array)
  for i := 0 to length(array) - 2 do
    for j := 0 to length(array) - i - 1 do
      if array[j] > array[j + 1] then
        swap(array[j], array[j + 1])

选择排序

选择排序是一种简单的排序算法。它通过找到数组中最小（或最大）的元素，然后将其与第一个（或最后一个）元素交换，然后找到数组中次小（或次大）的元素，将其与第二个（或倒数第二个）元素交换，以此类推，直到所有元素都按顺序排列。

选择排序的时间复杂度为 O(n^2)，空间复杂度为 O(1)。它是一种不稳定的排序算法。

选择排序的伪代码如下：

procedure selectionSort(array)
  for i := 0 to length(array) - 2 do
    minIndex := i
    for j := i + 1 to length(array) - 1 do
      if array[j] < array[minIndex] then
        minIndex := j
    swap(array[i], array[minIndex])

插入排序

插入排序是一种简单的排序算法。它通过将一个元素从数组中删除，然后将其插入到数组中适当的位置，直到所有元素都按顺序排列。

插入排序的时间复杂度为 O(n^2)，空间复杂度为 O(1)。它是一种稳定的排序算法，这意味着它不会改变相等元素的相对顺序。

插入排序的伪代码如下：

procedure insertionSort(array)
  for i := 1 to length(array) do
    key := array[i]
    j := i - 1
    while j >= 0 and array[j] > key do
      array[j + 1] := array[j]
      j := j - 1
    array[j + 1] := key