為什麼在平均情況下快速排序比堆排序要優秀?

2025-04-22 16:10:32 字數 5409 閱讀 6373

1樓:靖芷啦

快速排序是二叉查詢樹(二叉查詢樹)的乙個空間最優化版本。不是循序地把資料項插入到乙個明確的樹中,而是由快速排序組織這些資料項到乙個由遞迴呼叫所隱含的樹中。這兩個演算法完全地產生相同的比較次數,但是順序不同。

對於排序演算法的穩定性指標,原地分割槽版本的快速排序演算法是不穩定的。其他變種是可以通過犧牲效能和空間來維護穩定性的。

快速排序的最直接競爭者是堆排序(heapsort)。堆排序通常比快速排序稍微慢,但是最壞情況的執行時間總是o(n log n)。快速排序是經常比較快,除了introsort變化版本外,仍胡純然有最壞情況效能的機會。

如果事先知道堆排序將會是需要使用的,那麼直接地使用堆排序比等待introsort再切換到它還要快。堆排序也擁有重要的特點,僅使用固定額外的空間(堆排序是原地排序),而即使是最佳的快速排序變化版本也需要θ(log n)的空間。然而,堆排序需要有效率的隨機存取才能變成可行。

快速排序也與歸併排序(mergesort)競爭,這是另外一種遞迴排序演算法,但有壞情況o(n log n)執行時間的優勢。不像快速排序或堆排序,歸併排序是乙個穩定排序,且可以輕易地被採用在連結串列(linkedlist)和儲存在慢速訪問**上像是磁碟儲存或網路連線儲存的非常巨大數列。儘管快速排序可以被重新改寫使用在煉串列褲孝咐上,但是它通常會因為無法隨機存取而導致差的基準選擇。

歸併排序的主要缺點,是在最慎缺佳情況下需要ω(n)額外的空間。

快速排序和堆排序不穩定,歸併排序穩定。<>

2樓:網友

非原地版本的快速肆亮排序,在它的任何遞迴呼叫前需要使用o(n)空間。在最好的情況下,它的空間仍然限制在o(n),因為遞迴的每一階中,使用裂穗寬與上一次所使用最多空間的一半,且平均為o(2n)。

它的最壞情況是很恐怖的,需要o(n2)空間,遠族鎮比數列本身還多。如果這些數列元素本身自己不是固定的大小,這個問題會變得更大;舉例來說,如果數列元素的大部分都是不同的,每乙個將會需要大約o(log n)為原來儲存,導致最好情況是o(n log n)和最壞情況是o(n2 log n)的空間需求。<>

3樓:峰佘無敵

被快速排序所使用的空間,依照使用的版本而定。使用原地(in-place)分割槽的快速排序版本,在任何遞迴呼叫前,僅會使用固定的額外空間。然而,如果需要產生o(log n)巢狀遞迴呼叫,它需要在他們每乙個存鬧辯儲乙個固定數量的資訊。

因為最好的情況最多需要o(log n)次的巢狀遞迴呼叫,所以它需要o(log n)的空間。最壞情況下需要o(n)次巢狀液沒缺遞迴呼叫,因此需要o(n)的空間。

然而我們在這裡省略一些小的細節。如果我們考慮排序任意很長的數列,我們必須要記住我們的變數像是left和right,不再被認為是佔據固定的空間;也需要o(log n)對原來乙個n項的數列作索引。因為我們察碰在每乙個堆疊框架中都有像這些的變數,實際上快速排序在最好跟平均的情況下,需要o(log2 n)空間的位元數,以及最壞情況下o(n log n)的空間。

然而,這並不會太可怕,因為如果乙個數列大部分都是不同的元素,那麼數列本身也會佔據o(n log n)的空間位元組。<>

快速排序方法在任何情況下均可以得到最快的排序效率,對嗎?

4樓:當代汽車科技知識庫

要排序的資料已基本有序的情況下。

快速排序的基本思想是以基準元素為中心,將待排序表分成兩個子表,然後繼續對子表進行劃分,直到所有子表的長度為1。

快速排序第一趟的結果是:將要排序的資料分割成獨立的兩部分,其中一部分的所有資料都比另外一部分的所有資料都要小。

5樓:網工小菜鳥

肯定不對啊···例如對於乙個本來就有序的陣列,每次取的主軸元素都是最大或最小的,就和氣泡排序一樣的複雜度了。

什麼是堆排序, 為什麼要有堆排序, 在什麼地方用堆排序, 怎麼使用堆排序

6樓:

摘要。概念】堆排序(heapsort)是指利用堆積樹(堆)這種資料結構所設計的一種排序演算法,它是選擇排序的一種。可以利用陣列的特點快速定位指定索引的元素。

堆分為大根堆和小根堆,是完全二叉樹。大根堆的要求是每個節點的值都不大於其父節點的值,即a[parent[i]]>a[i]。在陣列的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因為根據大根堆的要求可知,最大的值一定在堆頂。

起源】1991年的計算機先驅獎獲得者、史丹福大學電腦科學系教授羅伯特·弗洛伊德(robertw.floyd)和威廉士(j.williams)在1964年共同發明了著名的堆排序演算法(heapsort)。【簡介】堆排序利用了大根堆(或小根堆)堆頂記錄的關鍵字最大(或最小)這一特徵,使得在當前無序區中選取最大(或最小)關鍵字的記錄變得簡單。

怎麼使用堆排序。

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在快速排序、堆排序、歸併排序中,什麼排序是穩定的?

7樓:網友

歸併排序是穩定的排序演算法。

歸併排序的穩定性分析:

歸併排序是把序列遞迴地分成短序列,遞迴出口是短序列只有1個元素或者2個序列,然後把各個有序的段序列合併成乙個有序的長序列,不斷合併直到原序列全部排好序。

可以發現,在1個或2個元素時,1個元素不會交換,2個元素如果大小相等,沒有外部干擾,將不會破壞穩定性。

那麼,在短的有序序列合併的過程中,穩定性是沒有受到破壞的,合併過程中如果兩個當前元素相等時,把處在前面的序列的元素儲存在結果序列的前面,這樣就保證了穩定性。所以,歸併排序也是穩定的排序演算法。

8樓:網友

歸併排序是穩定的。

快速排序和堆排序都不穩定。

不穩定:就是大小相同的兩個數,經過排序後,最終位置與初始位置交換了。快速排序:

以第乙個27作為pivot中心點,則27與後面那個3交換,形成3 23 27 27,排序經過一次結束,但最後那個27在排序之初先於初始位置3那個27,所以不穩定。

堆排序:比如:3 27 36 27,如果堆頂3先輸出,則,第三層的27(最後乙個27)跑到堆頂,然後堆穩定,繼續輸出堆頂,是剛才那個27,這樣說明後面的27先於第二個位置的27輸出,不穩定。」

2 歸併排序(mergesort)

歸併排序先分解要排序的序列,從1分成2,2分成4,依次分解,當分解到只有1個一組的時候,就可以排序這些分組,然後依次合併回原來的序列中,這樣就可以排序所有資料。合併排序比堆排序稍微快一點,但是需要比堆排序多一倍的記憶體空間,因為它需要乙個額外的陣列。」

參考資料。

9樓:卟懂

在常見排序中,只有希爾排序、堆排序、快速排序是不穩定的。

10樓:網友

歸併排序(n log n);穩定。

堆排序 (n log n);不穩定。

快排(n log n)不穩定。

11樓:傅邃出好

是歸併排序,我剛剛也做這個題目。

因為堆排序時間複雜度為n*logn,空間複雜度為1,是不穩定排序,適合較多情況;

而歸併排序的時間複雜度為n*logn,空間複雜度為n,是穩定排序。

快速排序的時間複雜度為n,空間複雜度最好的情況是logn,最壞的情況是n^2,是不穩定的排序方法。(書本原話)。

什麼是堆排序?

12樓:匿名使用者

堆積排序(heapsort)是指利用堆積樹(堆)這種資料結構所設計的一種排序演算法,可以利用陣列的特點快速定位指定索引的元素。

演算法思想:1)堆的定義:

堆是滿足下列性質的數列:

若將此數列看成是一棵完全二叉樹,則堆或是空樹或是滿足下列特性的完全二叉樹:其左、右子樹分別是堆,並且當左/右子樹不空時,根結點的值小於(或大於)左/右子樹根結點的值。由此,若上述數列是堆,則 r1 必是數列中的最小值或最大值,分別稱作小頂堆或大頂堆。

堆排序:即是利用堆的特性對記錄序列進行排序的一種排序方法。

2)堆排序思想:

先建乙個「大頂堆」,即先選得乙個關鍵字為最大的記錄,然後與序列中最後乙個記錄 交換,之後繼續對序列中前 n-1 記錄進行「篩選」,重新將它調整為乙個「大頂堆」再 將堆頂記錄和第 n-1 個記錄交換,如此反覆直至排序結束。所謂「篩選」指的是對一棵 左/右子樹均為堆的完全二叉樹,「調整」根結點使整個二叉樹為堆。 ■堆排序的特點:

在以後各趟的「選擇」中,利用在第一趟選擇中已經得到的關鍵字比 較的結果。

在插入排序、希爾排序、選擇排序、快速排序、堆排序、歸併排序中,平均比較次數最少的排序是___。

13樓:

摘要。您好。

在插入排序、希爾排序、選擇排序、快速排序、堆排序、歸併排序中,平均比較次數最少的排序是快速排序。

在插入排序、希爾排序、選擇排序、快速排序、堆排序、歸併排序中,平均比較次數最少的排序是___

您好在插入排序、希爾排序、選擇排序、快速排序、堆排序、歸併排序中,平均比較次數最少的排序是快速排序。

基數排序和快排那個比較少。

快排的哈。基數排序不是不比較嗎 不就是0次嗎。

不是的,基數排序不基於比較,不能算在裡面的,題目裡問的是那個比較次數最少。

選擇排序和堆排序

14樓:天羅網

最近瞭解到了hadoop中的merge過程,其中使用到了外部排序。

因此總結一下選擇排序和堆排序:

選擇排序:選擇排序的時間複雜度為o(n^2);不需要額外的儲存空間。也就是簡單選擇排序。

就是每次選出來乙個最小值,和第乙個元素交換;第二輪再選未排序佇列中的最小值。。。

樹形選擇排序的優點是,相較於簡單選擇排序,是和中間結果比較,減少了比較的次數。樹形選擇排序只有葉子節點是待排序列,中間結點是排序的中間結果。

外部排序中:多路歸併排序+敗者樹(用到了記憶體中的歸併排序(分治法,divide and conquer)+外部的多路歸併排序,多路歸併的限制因素是外部磁碟的訪問次數,雖然多路減少了磁碟的讀寫次數,但是多路的極值比較增多,抵消掉多路歸併中磁碟讀寫帶來的效能提公升,因此採用敗者樹)

敗者樹:是一種完全二叉樹,是樹形選擇排序的變種。只有葉子節點是待排序的。中間節點是排序的中間結果。

選擇排序(o(n^2))-樹形選擇排序(額外的儲存空間較大)--堆排序。

堆排序:所有的節點都是待比較的資料

大頂堆和小頂堆:

每個節點都大於或者等於左右孩子結點的值,稱為大頂堆;

每個節點都小於或者等於左右孩子節點的值,成為小頂堆;

並且,堆是完全二叉樹,因此可以用陣列來進行儲存。

以前學這些,因為沒有具體的應用場景,不是很理解,每次看完就忘。

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