笔试中各种排序算法的复杂度

[2015KPMG毕马威笔试经验]先说一下我背景吧，我是上海复旦大学旁边的某个知名财经大学的学生，专业是工商管理，成绩一般般，在工商管理班是属于倒数的，不过放到年级上就是前30%的水平，所以填成绩排名时从来只...+阅读

大家应该注意的是复杂度中带logN的这几个算法!

排序法平均时间最差情形稳定度额外空间备注冒泡O(n2)O(n2)稳定O(1)n小时较好交换O(n2)O(n2)不稳定O(1)n小时较好选择O(n2)O(n2)不稳定O(1)n小时较好插入O(n2)O(n2)稳定O(1)大部分已排序时较好基数O(logRB)O(logRB)稳定O(n)B是真数(0-9)，

R是基数(个十百)

ShellO(nlogn)

O(n^1.25)

???

O(ns) 1s2不稳定O(1)s是所选分组快速O(nlogn)O(n2)不稳定O(nlogn)n大时较好归并O(nlogn)O(nlogn)稳定O(1)n大时较好堆O(nlogn)O(nlogn)不稳定O(1)n大时较好各算法的时间复杂度

平均时间复杂度

插入排序 O(n^2)

冒泡排序 O(n^2)

选择排序 O(n^2)

快速排序 O(n log n)

堆排序 O(n log n)

归并排序 O(n log n)

基数排序 O(n)

希尔排序 O(n^1.25)

1 快速排序(QuickSort)

快速排序是一个就地排序，分而治之，大规模递归的算法。从本质上来说，它是归并排序的就地版本。快速排序可以由下面四步组成。

(1) 如果不多于1个数据，直接返回。

(2) 一般选择序列最左边的值作为支点数据。

(3) 将序列分成2部分，一部分都大于支点数据，另外一部分都小于支点数据。

(4) 对两边利用递归排序数列。

快速排序比大部分排序算法都要快。尽管我们可以在某些特殊的情况下写出比快速排序快的算法，但是就通常情况而言，没有比它更快的了。快速排序是递归的，对于内存非常有限的机器来说，它不是一个好的选择。

2 归并排序(MergeSort)

归并排序先分解要排序的序列，从1分成2，2分成4，依次分解，当分解到只有1个一组的时候，就可以排序这些分组，然后依次合并回原来的序列中，这样就可以排序所有数据。合并排序比堆排序稍微快一点，但是需要比堆排序多一倍的内存空间，因为它需要一个额外的数组。

3 堆排序(HeapSort)

堆排序适合于数据量非常大的场合(百万数据)。

堆排序不需要大量的递归或者多维的暂存数组。这对于数据量非常巨大的序列是合适的。比如超过数百万条记录，因为快速排序，归并排序都使用递归来设计算法，在数据量非常大的时候，可能会发生堆栈溢出错误。

堆排序会将所有的数据建成一个堆，最大的数据在堆顶，然后将堆顶数据和序列的最后一个数据交换。接下来再次重建堆，交换数据，依次下去，就可以排序所有的数据。

4 Shell排序(ShellSort)

Shell排序通过将数据分成不同的组，先对每一组进行排序，然后再对所有的元素进行一次插入排序，以减少数据交换和移动的次数。平均效率是O(nlogn)。其中分组的合理性会对算法产生重要的影响。现在多用D.E.Knuth的分组方法。

Shell排序比冒泡排序快5倍，比插入排序大致快2倍。Shell排序比起QuickSort，MergeSort，HeapSort慢很多。但是它相对比较简单，它适合于数据量在5000以下并且速度并不是特别重要的场合。它对于数据量较小的数列重复排序是非常好的。

5 插入排序(InsertSort)

插入排序通过把序列中的值插入一个已经排序好的序列中，直到该序列的结束。插入排序是对冒泡排序的改进。它比冒泡排序快2倍。一般不用在数据大于1000的场合下使用插入排序，或者重复排序超过200数据项的序列。

6 冒泡排序(BubbleSort)

冒泡排序是最慢的排序算法。在实际运用中它是效率最低的算法。它通过一趟又一趟地比较数组中的每一个元素，使较大的数据下沉，较小的数据上升。它是O(n^2)的算法。

7 交换排序(ExchangeSort)和选择排序(SelectSort)

这两种排序方法都是交换方法的排序算法，效率都是 O(n2)。在实际应用中处于和冒泡排序基本相同的地位。它们只是排序算法发展的初级阶段，在实际中使用较少。

8 基数排序(RadixSort)

基数排序和通常的排序算法并不走同样的路线。它是一种比较新颖的算法，但是它只能用于整数的排序，如果我们要把同样的办法运用到浮点数上，我们必须了解浮点数的存储格式，并通过特殊的方式将浮点数映射到整数上，然后再映射回去，这是非常麻烦的事情，因此，它的使用同样也不多。而且，最重要的是，这样算法也需要较多的存储空间。