算法复杂度分为时间复杂度和空间复杂度。其中, 时间复杂度是指执行算法所需要的计算工作量;而空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间。
算法的复杂性体现在运行该算法时的计算机所需资源的多少上,计算机资源最重要的是时间和空间资源,因此复杂度分为时间和空间复杂度。用大O表示。
常见的时间复杂度(按效率排序)
2 冒泡排序
冒泡法:第一趟:相邻的两数相比,大的往下沉。最后一个元素是最大的。
第二趟:相邻的两数相比,大的往下沉。最后一个元素不用比。
1 def bubble_sort(array):
2 for i in range(len(array)-1):
3 for j in range(len(array) - i -1):
4 if array[j] > array[j+1]:
5 array[j], array[j+1] = array[j+1], array[j]
时间复杂度:O(n^2)
稳定性:稳定
改进:如果一趟比较没有发生位置变换,则认为排序完成
def bubble_sort(array):
for i in range(len(array)-1):
current_status = False
for j in range(len(array) - i -1):
if array[j] > array[j+1]:
array[j], array[j+1] = array[j+1], array[j]
current_status = True
if not current_status:
break
3 直接选择排序
选择排序法:每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放到序列的起始位置,直到全部排完。
def select_sort(array):
for i in range(len(array)-1):
min = i
for j in range(i+1, len(array)):
if array[j] < array[min]:
min = j
array[i], array[min] = array[min], array[i]
时间复杂度:O(n^2)
稳定性:不稳定
4 直接插入排序
列表被分为有序区和无序区两个部分。最初有序区只有一个元素。
每次从无序区选择一个元素,插入到有序区的位置,直到无序区变空。
其实就相当于摸牌:
def insert_sort(array):
# 循环的是第二个到最后(待摸的牌)
for i in range(1, len(array)):
# 待插入的数(摸上来的牌)
min = array[i]
# 已排好序的最右边一个元素(手里的牌的最右边)
j = i - 1
# 一只和排好的牌比较,排好的牌的牌的索引必须大于等于0
# 比较过程中,如果手里的比摸上来的大,
while j >= 0 and array[j] > min:
# 那么手里的牌往右边移动一位,就是把j付给j+1
array[j+1] = array[j]
# 换完以后在和下一张比较
j -= 1
# 找到了手里的牌比摸上来的牌小或等于的时候,就把摸上来的放到它右边
array[j+1] = min
时间复杂度:O(n^2)
稳定性:稳定
5 快速排序
取一个元素p(通常是第一个元素,但是这是比较糟糕的选择),使元素p归位(把p右边比p小的元素都放在它左边,在把空缺位置的左边比p大的元素放在p右边);
列表被p分成两部分,左边都比p小,右边都比p大;
递归完成排序。
def quick_sort(array, left, right):
if left < right:
mid = partition(array, left, right)
quick_sort(array, left, mid-1)
quick_sort(array, mid+1, right)
def partition(array, left, right):
tmp = array[left]
while left < right:
while left < right and array[right] >= tmp:
right -= 1
array[left] = array[right]
while left < right and array[left] <= tmp:
left += 1
array[right] = array[left]
array[left] = tmp
return left
时间复杂度:O(nlogn),一般情况是O(nlogn),最坏情况(逆序):O(n^2)
稳定性:不稳定
特点:就是快