排序:一些排序的总结

时间:2022-09-03 15:37:40

稳定性

假定在待排序的记录序列中,存在多个具有相同的关键字的记录,若经过排序,这些记录的相对次序保持不变,即在原序列中,ri=rj,且ri在rj之前,而在排序后的序列中,ri仍在rj之前,则称这种排序算法是稳定的;否则称为不稳定的。
排序算法如果是稳定的,那么从一个键上排序,然后再从另一个键上排序,第一个键排序的结果可以为第二个键排序所用。还有就是节省时间。
堆排序、快速排序、希尔排序、直接选择排序不是稳定的排序算法,而基数排序、冒泡排序、直接插入排序、折半插入排序、归并排序是稳定的排序算法。

内外排序

根据排序过程中涉及的存储器不同,可以讲排序方法分为两大类:一类是内部排序,指的是待排序的几率存放在内存中进行的排序过程;另一类的外部排序,指的是排序中要对外存储器进行访问的排序过程。

我们一般提到排序都是指内排序,比如快速排序,堆排序,归并排序等,所谓内排序就是可以在内存中完成的排序。RAM的访问速度大约是磁盘的25万倍,我们当然希望如果可以的话都是内排来完成。但对于大数据集来说,内存是远远不够的,这时候就涉及到外排序的知识了。

外部排序指的是大文件的排序,即待排序的记录存储在外存储器上,待排序的文件无法一次装入内存,需要在内存和外部存储器之间进行多次数据交换,以达到排序整个文件的目的。

外部排序最常用的算法是多路归并排序,即将原文件分解成多个能够一次性装人内存的部分,分别把每一部分调入内存完成排序。然后,对已经排序的子文件进行归并排序。
一般来说外排序分为两个步骤:预处理和合并排序。即首先根据内存的大小,将有n个记录的磁盘文件分批读入内存,采用有效的内存排序方法进行排序,将其预处理为若干个有序的子文件,这些有序子文件就是初始顺串,然后采用合并的方法将这些初始顺串逐趟合并成一个有序文件。

[外排序适用范围]

大数据的排序,去重基本原理及要点:外排序的归并方法,置换选择,败者树原理,最优归并树扩展。

问题实例:1).有一个1G大小的一个文件,里面每一行是一个词,词的大小不超过16个字节,内存限制大小是1M。返回频数最高的100个词。这个数据具有很明显的特点,词的大小为16个字节,但是内存只有1m做hash有些不够,所以可以用来排序。内存可以当输入缓冲区使用。


基于比较的排序与非基于比较的排序

一般将基于比较进行的排序称为比较排序。

主要存在插入排序堆排序、增量排序(shell排序)、归并排序、快速排序,每一种排序算法都有自己的优缺点,比如插入法排序适用于那些长度短的排序,对于长的表,有些爱莫能助啊,堆排序主要是依据了二叉堆的特性,但是创建堆的过程也是一个复杂的问题,增量排序的过程是一个不断精确的过程,但是目前也只是一个经验方式。归并排序是一个递归的问题,采用分治的思想实现,但是这种算法需要额外的存储空间,快速排序虽然是实践中比较常用的算法,但是对于有序的数组采用快速排序就是灾难。比较型算法的时间复杂度最优也只能到达O(NlogN)。   


而非基于比较的排序,如计数排序,桶排序,和在此基础上的基数排序,则可以突破O(NlogN)时间下限。但要注意的是,非基于比较的排序算法的使用都是有条件限制的,例如元素的大小限制,相反,基于比较的排序则没有这种限制(在一定范围内)。但并非因为有条件限制就会使非基于比较的排序算法变得无用,对于特定场合有着特殊的性质数据,非基于比较的排序算法则能够非常巧妙地解决。