经典排序算法详解与代码实例

本文档是一份关于经典排序算法的详细总结，涵盖了常见的八种排序算法以及它们的实现方法。这些算法包括冒泡排序、快速排序、插入排序、希尔排序（Shell排序）、选择排序、堆排序以及归并排序。对于学习编程或准备IT行业的自学和笔试面试者来说，这是一份宝贵的参考资料。 1. **冒泡排序**： 冒泡排序是一种简单的排序算法，通过比较相邻元素的大小，将较大的元素逐步“冒泡”到数组的末尾。它的核心逻辑是通过两个嵌套循环，外层控制遍历轮数，内层负责相邻元素的比较与交换。模板代码展示了如何使用`swap()`函数来实现这一过程。 2. **快速排序**： 快速排序是一种高效的分治策略，通过选取一个基准元素，将数组分为两部分，一部分的所有元素都小于基准，另一部分的所有元素都大于基准。然后递归地对这两部分进行排序。快速排序通常具有O(n log n)的时间复杂度，但最坏情况下会退化到O(n^2)。 3. **插入排序**： 插入排序是另一种简单直观的排序方法，它的工作原理是将待排序的元素逐个插入到已排序序列中的适当位置。此算法在处理近乎有序的数组时效率较高，但在最坏情况下时间复杂度为O(n^2)。 4. **希尔排序（Shell排序）**： 希尔排序是插入排序的一种改进版本，通过设置一系列间隔序列，首先对大间隔的子序列进行插入排序，随着间隔逐渐减小，再对更小间隔的子序列进行排序，最终达到整体有序。希尔排序通常比插入排序更快，但具体性能取决于间隔序列的选择。 5. **选择排序**： 选择排序每次从未排序的部分选出最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾。虽然直观简单，但其时间复杂度始终为O(n^2)，不适合大数据量的排序。 6. **堆排序**： 堆排序是一种基于比较的排序算法，利用堆这种数据结构来实现。首先将数组构造成一个大顶堆（或小顶堆），然后将堆顶元素与末尾元素交换，随后调整剩余元素为新的堆，重复这个过程直到排序完成。 7. **归并排序**： 归并排序是分治策略的又一典型例子，将数组分为两半，分别排序后合并。合并过程中始终保持较小元素在前，整个过程递归执行，直至所有元素都被纳入已排序序列。归并排序具有稳定的性能，时间复杂度始终为O(n log n)。 文档最后还提供了外部链接，供读者深入理解排序算法的基本原理和动画演示，有助于更直观地掌握各种排序算法的工作流程。这份资源为学习者提供了一个全面且实用的学习工具，无论是理论理解还是实际操作，都能从中获益良多。