哈工大计算机学院内部排序算法详解：数据结构与排序方法

第6章内部排序是计算机科学中的一个重要课题，主要探讨数据结构与算法在处理大量数据时如何进行有序组织。这一章由张岩教授，来自哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院的海量数据计算研究中心，他于2018年12月13日进行了讲解。本章的目标是让学生掌握排序的基本概念、常用术语，包括排序的定义，如输入的记录序列和关键字序列，以及排序的目标——提供方便的查询和处理。 章节内容分为六个部分： 1. **基本概念**：介绍了排序的定义，即通过某种方式重新排列元素，使其满足特定的顺序（升序或降序）。排序算法关注的是找到一种置换方式，使得关键字按照非递增或非递减的顺序排列。排序算法的稳定性是一个关键特性，它决定了相同关键字的记录在排序前后相对位置是否保持不变。 2. **交换排序**：包含冒泡排序和快速排序，这两种方法都是基于比较的排序，冒泡排序通过不断交换相邻元素来优化序列，而快速排序则是采用分治策略，通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分。 3. **选择排序**：涉及直接选择排序和锦标赛排序，前者每次选择剩余元素中最小（或最大）的元素放到已排序序列的末尾，后者则通过多轮选择找出最优解。 4. **插入排序**：如直接插入排序和希尔排序，前者逐个将未排序元素插入已排序序列的适当位置，而希尔排序是插入排序的改进版本，通过间隔序列来加速排序过程。 5. **归并排序**：这是一种分治算法，将序列分成两个子序列，分别排序后再合并，保证了稳定性。 6. **基数排序**：这种非比较排序方法根据元素的位数，按位进行排序，适用于数值型数据。 通过学习这些内容，学生不仅要理解排序算法的思想、原理和实现步骤，还要学会分析不同算法的性能，比如时间复杂度和空间复杂度，以及在实际场景中如何选择合适的排序方法。本章的小结强调了排序算法在实际应用中的重要性，特别是在数据库查询和信息检索中的应用，如折半查找和字典结构。第6章内部排序为学生提供了扎实的理论基础和实践经验，有助于他们应对复杂的排序问题。