【答案解析】各种排序算法的比较见下表。
排序算法比较
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排序方法
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最好时间
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平均时间
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最坏时间
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辅助存储
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稳定性
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备 注
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简单选择排序
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O(n
2
)
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O(n
2
)
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O(n
2
)
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O(1)
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不稳定
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n小时较好
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直接插入排序
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O(n)
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O(n
2
)
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O(n
2
)
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O(1)
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稳定
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大部分已有序时较好
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冒泡排序
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O(n)
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O(n
2
)
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O(n
2
)
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O(1)
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稳定
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n小时较好
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希尔排序
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O(n)
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O(nlogn)
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O(n
s
)1<s<2
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O(1)
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不稳定
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s是所选分组
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快速排序
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O(nlogn)
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O(nlogn)
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O(n
2
)
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O(logn)
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不稳定
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n大时较好
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堆排序
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O(nlogn)
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O(nlogn)
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O(nlogn)
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O(1)
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不稳定
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n大时较好
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归并排序
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O(nlogn)
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O(nlogn)
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O(nlogn)
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O(n)
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稳定
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n大时较好
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从该表中可以得到以下几个方面的结论:
1)简单地说,所有相等的数经过某种排序方法后,仍能保持它们在排序之前的相对次序,就称这种排序方法是稳定的,反之就是非稳定的。例如,一组数排序前是a1,a2,a3,a4,a5,其中a2=a4,经过某种排序后为a1,a2,a4,a3,a5,则说这种排序是稳定的,因为a2排序前在a4的前面,排序后它还是在a4的前面。假如变成a1,a4,a2,a3,a5就不是稳定的了。各种排序算法中稳定的排序算法有直接插入排序、冒泡排序和归并排序,而不稳定的排序算法有希尔排序、快速排序、简单选择排序和堆排序。
2)时间复杂度为O(n
2
)的排序算法有直接插入排序、冒泡排序、快速排序和简单选择排序,时间复杂性为O(nlogn)的排序算法有堆排序和归并排序。
3)空间复杂度为O(1)的算法有简单选择排序、直接插入排序、冒泡排序、希尔排序和堆排序,空间复杂杂度为O(n)的算法是归并排序,空间复杂度为O(logn)的算法是快速排序。
4)虽然直接插入排序和冒泡排序的速度比较慢,但是当初始序列整体或局部有序时,这两种排序算法会有较好的效率。当初始序列整体或局部有序时,快速排序算法的效率会下降。当排序序列较小且不要求稳定性时,直接选择排序效率较好;要求稳定性时,冒泡排序效率较好。
除了以上这几种排序算法以外,还有位图排序、桶排序、基数排序等。每种排序算法都有其最佳适用场合。例如,当待排序数据规模巨大,而对内存大小又没有限制时,位图排序则是最高效的排序算法。所以,在选择使用排序算法的时候,一定要结合实际情况进行分析。