虽然看过别人写了很多遍,而且自己也写过很多遍(指的是笔记),但是还是要写的就是排序算法。毕竟是初学Go语言,虽然之前写过,但是还是打算再写一遍。主要包括插入排序、选择排序、冒泡排序、快速排序、堆排序、归并排序。
先简单写下排序的思路。插入排序:每个值与前面的排序好的值比较大小,可能会交换多次;选择排序:当前值与后面的值比较大小,记录最小值的坐标,只交换一次;冒泡排序:两两比较,结果是最大的值到最后;快速排序:找分割值,小于的放小数组,大于的放大数组,再对大小数组进行快速排序;二分归并排序:这个不断二分,然后比较大小后归并返回。
插入排序
不断将当前坐标的值与前面的值比较,从最近的开始(因为是从小到大排序的)。时间复杂度是(1+...+n)=(1+n)n/2,也就是n的方,不过还不包括移动元素的时间,只是单纯的比较次数。
func insertSort(arr []int) []int {length := len(arr)//每个值和前面的比较for i := 1; i < length; i++{key := arr[i]j := i-1for key < arr[j] && j >= 0{ //不断让元素后移arr[j+1] = arr[j]j--}arr[j+1] = key //将最终的位置交换}return arr
}
选择排序
选择当前坐标及后面的值中最小值的下标,并与当前坐标的值替换。并不稳定,因为当前坐标值会大幅度的跳跃,不过和插入排序都是O(1)的空间复杂度,意味着是原地排序。
func selectSort(arr []int) []int {length := len(arr)//当前值和后面比较出最小的for i :=0; i < length-1; i++{minID := ifor j := i+1; j < length; j++{if (arr[minID] > arr[j]){minID = j}arr[i], arr[minID] = arr[minID], arr[i]}}return arr
}
冒泡排序
注意一般来说使用for是因为确定范围,而这下面的第一层for循环是因为次数,每次for语句都能够确定一个元素的位置。两两比较,结果就是最大的放在了最后面。
func bubbleSort(arr []int) []int{//思路是两两比较for i := 0; i < len(arr)-1; i++{ //因为只需要确定len(arr)-1个元素的位置,最后一个元素的位置就确定了flag := 0for j := 0; j < len(arr)-i-1; j++{if arr[j] > arr[j+1]{arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]flag = 1} }if flag == 0{return arr}} return arr
}
快速排序
实际上就是通过比较和某一值的大小,大的放该值的右边,小的该值的放左边。利用了直接递归,不过如果比较值选的不好,时间复杂度会退化成O(n的方),也就是每次只排好一个值的位置。
func quickSort(arr []int) []int{if len(arr) <= 1{return arr}//选值比较key := arr[0]left := []int{}right := []int{}for i := 1; i < len(arr); i++{if key > arr[i]{left = append(left,arr[i])}else{right = append(right,arr[i])}}left = quickSort(left)right = quickSort(right)return append(append(left,key),right...)
}
堆排序
这个并不好写,堆本质上是一种特殊的完全二叉树,大根堆是每个节点的值 ≥ 其子节点的值,根节点最大。小根堆则是每个节点的值 ≤ 其子节点的值,根节点最小,通常可以通过数组来实现,并且父子关系通过下标来计算。
func heapSort(arr []int) {n := len(arr)// 1. 构建大顶堆(从最后一个非叶子节点开始)for i := n/2 - 1; i >= 0; i-- {heapify(arr, n, i)}// 2. 逐个提取堆顶元素(最大值)到数组末尾for i := n - 1; i > 0; i-- {arr[0], arr[i] = arr[i], arr[0] // 交换堆顶与末尾元素heapify(arr, i, 0) // 对剩余元素重新堆化}
}// 堆化函数:维护以 root 为根的子树满足大顶堆性质
func heapify(arr []int, n, root int) {largest := root // 初始化最大值为根节点left := 2*root + 1 // 左子节点right := 2*root + 2 // 右子节点// 找出根、左、右中的最大值if left < n && arr[left] > arr[largest] {largest = left}if right < n && arr[right] > arr[largest] {largest = right}// 若最大值不是根节点,则交换并递归调整if largest != root {arr[root], arr[largest] = arr[largest], arr[root]heapify(arr, n, largest)}
}
归并排序
递归深度可以算是logn,每次merge合并是n,时间复杂度估计是O(nlogn)。不过空间复杂度是O(n),这和递归没有关系,想象一棵递归树,所有叶节点的合并操作总空间需求为 O(n)(各层空间不叠加)。
func mergeSort(arr []int) []int{//先二分length := len(arr)if length <= 1 {return arr}mid := length/2left := mergeSort(arr[:mid])right := mergeSort(arr[mid:])return merge(left,right)
}
func merge(left []int, right []int) []int{//核心原理是不断将小值放到前面lenght := len(left) + len(right)slice := make([]int,0,lenght)i,j := 0,0for i < len(left) && j < len(right){if left[i] < right[j]{slice = append(slice,left[i])i++}else{slice = append(slice,right[j])j++}}slice = append(slice, left[i:]...)slice = append(slice, right[j:]...)return slice
}