精通八大排序算法系列一快速排序算法(7)

2021-01-20 18:54

完。一月五日补充。

OK,上述俩种算法,明白一种即可。

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五、快速排序的最坏情况和最快情况。

最坏情况发生在划分过程产生的俩个区域分别包含n-1个元素和一个0元素的时候,

即假设算法每一次递归调用过程中都出现了,这种划分不对称。那么划分的代价为O(n), 因为对一个大小为0的数组递归调用后,返回T(0)=O(1)。

估算法的运行时间可以递归的表示为:

T(n)=T(n-1)+T(0)+O(n)=T(n-1)+O(n).

可以证明为T(n)=O(n^2)。

因此,如果在算法的每一层递归上,划分都是最大程度不对称的,那么算法的运行时间就是O(n^2)。 亦即,快速排序算法的最坏情况并不比插入排序的更好。

此外,当数组完全排好序之后,快速排序的运行时间为O(n^2)。

而在同样情况下,插入排序的运行时间为O(n)。

//注,请注意理解这句话。我们说一个排序的时间复杂度,是仅仅针对一个元素的。

//意思是,把一个元素进行插入排序,即把它插入到有序的序列里,花的时间为n。

再来证明,最快情况下,即PARTITION可能做的最平衡的划分中,得到的每个子问题都不能大于n/2. 因为其中一个子问题的大小为|_n/2_|。另一个子问题的大小为|-n/2-|-1.

在这种情况下,快速排序的速度要快得多。为,

T(n)<=2T(n/2)+O(n).可以证得,T(n)=O(nlgn)。

直观上,看,快速排序就是一颗递归数,其中,PARTITION总是产生9:1的划分,

总的运行时间为O(nlgn)。各结点中示出了子问题的规模。每一层的代价在右边显示。 每一层包含一个常数c。

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