quicksort算法的平均时间复杂度为O(n * log(n)),最差情况复杂度为O(n ^ 2)。
假设Hoare的快速排序算法有一些变体,哪种输入会导致快速排序算法表现出最差的复杂性?
请说明与特定快速排序算法的实施细节有关的任何假设,例如枢轴选择等,或者是否来自通常可用的库,例如libc。
一些阅读:
答案 0 :(得分:7)
Quick sort表现最差,即,当所选枢轴的所有值都是所采集的最大值或最小值时,在O(n ^ 2)处。考虑这个例子。
1 2 3 4 5
选择的枢轴说是1,您将在枢轴的右侧有4个元素,左侧没有元素。递归地应用这个相同的逻辑并且选择的枢轴分别是2,3,4,5,我们已经达到了这种情况,即在最糟糕的时间进行了这种情况。
有人建议并证明,如果输入被很好地改进,Quicksort表现良好。
此外,选择排序通常取决于对输入域的明确了解。例如,如果输入很大,那么有一种称为外部排序的东西可能会使用外部存储器。如果输入大小非常小,我们可能会进行合并排序,但不能用于中型和大型输入集,因为它使用额外的内存。 Quick sort的主要优点是它的“就地”含义,没有额外的内存用于输入数据。它在纸上的最坏情况时间是O(n ^ 2),但仍然是广泛优选和使用的。我的观点是,排序算法可以根据输入集的知识和偏好来改变。
答案 1 :(得分:1)
扩展Bragboy所说的内容,而不仅仅是运行:
quicksort(array);
执行命令
shuffle(array);
quicksort(array);
shuffle()
的定义可以是:
shuffle(array){
for(int i = array.length; i > 0; i--){
r= random number % i;
swap(array[i], array[r]);
}
}
这样做可能会处理获取输入的情况,这会使quicksort()
变慢。
答案 2 :(得分:0)
Hoare的Quicksort算法选择随机数据。对于可重现的结果,我建议Scowen的修改,其中包括从输入中选择中间项。对于这种变体,枢轴最小的锯齿模式似乎是最坏的情况输入:
starting with { j i h g f a e d c b }
compare 1 to 6 { (j) i h g f (a) e d c b }
compare 6 to 10 { j i h g f (a) e d c (b) }
compare 6 to 9 { j i h g f (a) e d (c) b }
compare 6 to 8 { j i h g f (a) e (d) c b }
compare 6 to 7 { j i h g f (a) (e) d c b }
swap 1<=>6 { (a) i h g f (j) e d c b }
compare 1 to 5 { (a) i h g (f) j e d c b }
compare 1 to 4 { (a) i h (g) f j e d c b }
compare 1 to 3 { (a) i (h) g f j e d c b }
compare 1 to 2 { (a) (i) h g f j e d c b }
compare 2 to 6 { a (i) h g f (j) e d c b }
compare 3 to 6 { a i (h) g f (j) e d c b }
compare 4 to 6 { a i h (g) f (j) e d c b }
compare 5 to 6 { a i h g (f) (j) e d c b }
compare and swap 6<=>10 { a i h g f (b) e d c (j) }
compare 7 to 10 { a i h g f b (e) d c (j) }
compare 8 to 10 { a i h g f b e (d) c (j) }
compare 9 to 10 { a i h g f b e d (c) (j) }
compare 2 to 6 { a (i) h g f (b) e d c j }
compare 6 to 9 { a i h g f (b) e d (c) j }
compare 6 to 8 { a i h g f (b) e (d) c j }
compare 6 to 7 { a i h g f (b) (e) d c j }
swap 2<=>6 { a (b) h g f (i) e d c j }
compare 2 to 5 { a (b) h g (f) i e d c j }
compare 2 to 4 { a (b) h (g) f i e d c j }
compare 2 to 3 { a (b) (h) g f i e d c j }
compare 3 to 6 { a b (h) g f (i) e d c j }
compare 4 to 6 { a b h (g) f (i) e d c j }
compare 5 to 6 { a b h g (f) (i) e d c j }
compare and swap 6<=>9 { a b h g f (c) e d (i) j }
compare 7 to 9 { a b h g f c (e) d (i) j }
compare 8 to 9 { a b h g f c e (d) (i) j }
compare 3 to 6 { a b (h) g f (c) e d i j }
compare 6 to 8 { a b h g f (c) e (d) i j }
compare 6 to 7 { a b h g f (c) (e) d i j }
swap 3<=>6 { a b (c) g f (h) e d i j }
compare 3 to 5 { a b (c) g (f) h e d i j }
compare 3 to 4 { a b (c) (g) f h e d i j }
compare 4 to 6 { a b c (g) f (h) e d i j }
compare 5 to 6 { a b c g (f) (h) e d i j }
compare and swap 6<=>8 { a b c g f (d) e (h) i j }
compare 7 to 8 { a b c g f d (e) (h) i j }
compare 4 to 6 { a b c (g) f (d) e h i j }
compare 6 to 7 { a b c g f (d) (e) h i j }
swap 4<=>6 { a b c (d) f (g) e h i j }
compare 4 to 5 { a b c (d) (f) g e h i j }
compare 5 to 6 { a b c d (f) (g) e h i j }
compare and swap 6<=>7 { a b c d f (e) (g) h i j }
compare and swap 5<=>6 { a b c d (e) (f) g h i j }