详解稳定排序算法原理与使用方法

稳定排序算法是指:在排序过程中,相同元素的相对次序不会发生改变的排序算法。它保证了序列中相同元素的顺序不变,适用于对数据中相对顺序很重要的排序问题。以下是介绍一些常见的稳定排序算法。

冒泡排序(Bubble Sort)

冒泡排序是一种简单的排列算法。它重复地遍历待排序的序列,比较相邻的元素大小,如果顺序错误就将它们交换,直到没有需要交换的元素为止。

冒泡排序的效率较低,时间复杂度为 O(n^2),但由于其实现简单,代码易于理解,所以在某些场景下仍然会被使用。

示例:

// 定义一个冒泡排序函数,用于排序 int 类型数组
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for(int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for(int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if(arr[j] > arr[j+1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
    }
}

归并排序(Merge Sort)

归并排序是一种分治算法,它将原问题拆分成多个子问题,每个子问题都解决后,将它们合并起来得到原问题的解。

在归并排序中,先将序列拆分成两个子序列,然后对每个子序列进行递归排序。随后,将两个有序的子序列合并成一个有序的序列。

归并排序的时间复杂度为 O(nlogn),具有较好的性能表现。同时,归并排序也具有可扩展性,支持并行化处理,因此在多线程等需求较高的场景下比较常用。

示例:

// 定义一个归并排序函数,用于排序 int 类型数组
void mergeSort(int* arr,int left,int right,int* temp)
{
    if(left<right)
    {
        int mid = (left+right)/2;
        mergeSort(arr,left,mid,temp);//左递归
        mergeSort(arr,mid+1,right,temp);//右递归
        merge(arr,left,mid,right,temp);//合并
    }
}

void merge(int *arr,int left,int mid,int right,int *temp)
{
    int i = left; //左序列指针
    int j = mid + 1; //右序列指针
    int t = 0; //临时数组指针
    while(i <= mid && j <= right)
    {
        if(arr[i] <= arr[j])
        {
            temp[t++] = arr[i++];
        }
        else
        {
            temp[t++] = arr[j++];
        }
    }
    while(i <= mid) //将左边剩余元素填充进temp中
    {
        temp[t++] = arr[i++];
    }
    while(j <= right) //将右序列剩余元素填充进temp中
    {
        temp[t++] = arr[j++];
    }
    t = 0; //从临时数组拷贝回原数组
    while(left <= right)
    {
        arr[left++] = temp[t++];
    }
}

以上是两种稳定排序算法的实现示例,它们都具有稳定性和可读性等优点。而在实际使用时,我们需要根据具体的需求和数据量选择最适合的排序算法,在时间和空间上做出权衡。

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