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所有排序使用的数据为(0, 10000)的i32类型数字.如果你对于下面某些排序有疑问,可以去www.cs.usfca.edu以动画形式查看各种排序,非常简单易懂.

测试机器性能:

根据相邻数据的大小来交换位置.这是最慢的排序算法.

空间复杂度: O(n^2); 时间复杂度: O(1); 稳定

实现了三种冒泡方式,每次都以上一次进行优化:

• 默认冒泡
• 优化1 (若一次冒泡没有元素进行交互位置,那么说明已经排序好了)
• 优化1+2 (在1优化的前提下记录上次交互元素的位置,下一次循环到这个元素位置即可)

bubble  take time PT6.919733701S
bubble1 take time PT6.687554709S
bubble2 take time PT6.535498605S

可见优化后差距并不大,总体都在6.5秒之间.但是数据量提升一个数量级后时间会增加很多,比如(0,100000)的数据量使用冒泡是非常久的.

选择排序顾名思义,选择一个当前数组中最小(或最大)的数据.左部分为已排序,右部分为未排序.每一步都选取未排序中最小(或最大)数据放入未排序部分的最左边,直至未排序数组为空.

空间复杂度: O(n^2); 时间复杂度: O(1); 不稳定

实现了两种选择排序方式:

• 默认选择:一次循环中寻找到一个最小(或最大)的值放到左边.
• 优化1:一次循环中寻找其中最大和最小的值,最小的值放到当前循环的左边,最大值放到当前循环的右边.

select take time PT4.120143050S
select1 take time PT3.074074023S

其中优化1中需要注意三点:

• left == max && right == min
• left == max
• right == min

可见选择排序比冒泡快了不少,不过还不够理想.

插入排序是非常接近生活中的排序算法,此算法将待排序数组分为左右两部分,左部分为已排序,右部分为未排序.每一步取出一个待排序数据,将此数据与左部分已排序数据对比插入到合适位置,直至右部分为空.

空间复杂度: O(n^2); 时间复杂度: O(1); 稳定

insert take time PT5.840068629S

插入排序没有特别有用的优化方式,因此并没有记录研究.

堆排序可以分为两个阶段.1:在堆的构造阶段,我们将原始数数组构造成一个大堆.2:从对顶取出最大值与堆的最后一个值进行交换,再调整堆.堆排序主要工作都是在第二阶段.

空间复杂度: O(nlgn); 时间复杂度: O(1); 不稳定

在堆的调整阶段使用了两种方式:

• 递归调整
• 循环调整

head take time PT0.036101004S
head take time PT0.036012785S

快速排序是目前平均排序速度中最快的一个.1:选择数组中一个数作为基数(一般来说选取第一个).2:进行分区,小于基数的放到基数左边,大于基数的放到基数右边.3:一直重复直到区间只有一个数.

可以发现快速排序比堆排序又快了很多,不愧是快排.

空间复杂度: O(nlgn); 时间复杂度: O(1); 不稳定

Start test quick sort
quick take time PT0.006613039S