经典排序算法详解：冒泡、插入、选择到堆排序

本文档是MoreWindows在研一期间整理的关于七大常用排序算法的白话讲解，主要包括冒泡排序、直接插入排序、直接选择排序、希尔排序、归并排序、快速排序和堆排序。这些算法是计算机科学中的基础知识，对于理解数据结构和算法设计具有重要意义。 1. **冒泡排序**：这是一种直观的排序方法，通过不断比较相邻元素并交换它们的位置，逐步将较大的元素“浮”到数组末尾。这里有三种实现方式： - 冒泡排序1：原始版本，使用嵌套循环逐一对比元素，直到整个序列有序。 - 冒泡排序2：引入标志变量，当一趟遍历未发生交换时，表明序列已有序，提前结束排序。 - 冒泡排序3：针对部分有序的数组进行优化，只关注未排序部分。 2. **直接插入排序**：对于未排序部分，每次将一个元素插入到已排序部分的正确位置，实现简单但效率较低。 3. **直接选择排序**：每次从未排序部分选择最小（或最大）的元素放到已排序部分的末尾，操作简单，适用于小规模数据。 4. **希尔排序**：一种改进的插入排序，通过分组的方式缩小每一步比较的范围，提高排序效率。 5. **归并排序**：采用分治策略，将数组分为两半，分别排序后再合并，稳定且效率高，时间复杂度为O(n log n)。 6. **快速排序**：同样基于分治，选择一个基准元素，将数组分为两部分，一部分的所有元素小于基准，另一部分大于或等于，递归地对这两部分进行排序，平均时间复杂度为O(n log n)。 7. **堆排序**：利用堆这种数据结构实现的排序算法，堆是一种近似完全二叉树，堆排序通过维护堆的性质，达到快速排序的效果，时间复杂度为O(n log n)。 这些算法的学习有助于理解基础数据结构，提升编程技能，并为面试准备，尤其是对从事软件开发，特别是系统设计和算法优化方向的朋友来说，掌握这些排序算法至关重要。文档作者MoreWindows希望通过分享这些内容，帮助读者在学习和求职过程中取得成功。