认识O(NlogN)的排序

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1 归并排序

1. 整体就是一个简单递归,左边排好序、右边排好序、让其整体有序

2. 让其整体有序的过程里用了排外序方法(左右两个对比,将数值较小的放进外部的一个数组内,然后被调用的数据指针往下移一位,相等时默认取左边的数据,如果一侧的数组数据被提取完成,将剩下的数据全部保存到外部数组即可)

3. 利用master公式来求解时间复杂度

4. 归并排序的实质

时间复杂度O(N*logN), 额外空间复杂度O(N)

2 归并排序的扩展

小和问题和逆序对问题

小和问题

在一个数组中,每一个数左边比当前数小的数累加起来,叫做这个数组的小和。求一个数组的小和。

例子:[1, 3, 4, 2, 5]

1左边比1小的数,没有;3左边比3小的数,1;4左边比4小的数,1、3;2左边比2小的数,1;5左边比5小的数,1、3、4、2;

所以小和为 1+1+3+1+1+3+4+2 = 16

计算过程同归并排序类似,不过是需要在排序的同时也要求小和,以及当左右两个数据相等时需要先将右方的数据复制到外序数组。

逆序对问题

在一个数组中,左边的数如果比右边的数大,则折两个数构成一个逆序对,请打印所有逆序对。

3 荷兰国旗问题

问题一

给定一个数组arr,和一个数num,请把小于等于num的数放在数组的左边,大于num的数放在数组的右边。要求额外空间复杂度O(1),时间复杂度O(N)

问题二

给定一个数组arr,和一个数num,请把小于num的数放在数组的左边,等于num的数放在数组的中间,大于num的数放在数组的右边。要求额外空间复杂度O(1),时间复杂度O(N)

4 不改进的快速排序

1. 把数组范围中的最后一个数作为划分值,然后把数组通过荷兰国旗问题分成三个部分;

左侧<划分值,中间==划分值,右侧>划分值

2. 对左侧范围和右侧范围,递归执行

分析

1. 划分值越靠近两侧,复杂度越高;划分值就越靠近中间,复杂度越低

2. 可以轻而易举的举出最差的例子,所以不改进的快速排序时间复杂度为O(N^2)

5 随机快速排序(改进的快速排序)

1.在数组范围中,等概率的选取一个数作为划分值,然后把数组通过荷兰国旗分体分成三个部分;

左侧<划分值,中间==划分值,右侧>划分值

2. 对左侧范围和右侧范围,递归执行

3. 时间复杂度为O(N*logN)



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