常見的排序算法
- 快速排序（Quick Sort）
- 特點(diǎn)：平均情況下時(shí)間復(fù)雜度為O(n log n)，但在最壞情況下（如數(shù)組已排序）時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)。
- 優(yōu)化：使用隨機(jī)化選擇基準(zhǔn)元素（pivot），以防止最壞情況的發(fā)生；對(duì)于小數(shù)組（通常小于某個(gè)閾值，如10）使用插入排序。
- 歸并排序（Merge Sort）
- 特點(diǎn)：穩(wěn)定排序，時(shí)間復(fù)雜度總是O(n log n)，但需要額外的存儲(chǔ)空間。
- 優(yōu)化：對(duì)于小數(shù)組使用插入排序或選擇其他原地排序算法；通過減少遞歸深度或尾遞歸優(yōu)化來減少調(diào)用棧的使用。
- 堆排序（Heap Sort）
- 特點(diǎn)：不穩(wěn)定的原地排序算法，時(shí)間復(fù)雜度為O(n log n)。
- 優(yōu)勢(shì)：適合部分排序（如找到前k大的元素）和大數(shù)據(jù)集排序。
- 外部排序
- 當(dāng)數(shù)據(jù)量超過內(nèi)存限制時(shí)，可以使用外部排序算法，如多路歸并排序。這通常涉及將數(shù)據(jù)分批讀入內(nèi)存，排序后再寫入外部存儲(chǔ)，*將所有排序后的數(shù)據(jù)合并。
- 基數(shù)排序（Radix Sort）
- 特點(diǎn)：非比較型整數(shù)排序算法，其性能依賴于數(shù)據(jù)的分布和基數(shù)（即數(shù)字的位數(shù)）。
- 適用場(chǎng)景：適用于一定范圍內(nèi)的整數(shù)排序，且數(shù)據(jù)分布均勻時(shí)效率極高。
- Tim排序（TimSort）
- 特點(diǎn)：結(jié)合了歸并排序和插入排序的一種混合排序算法，是Python的內(nèi)置排序算法。
- 優(yōu)勢(shì)：對(duì)于已經(jīng)部分排序的數(shù)組特別有效，時(shí)間復(fù)雜度為O(n log n)。
優(yōu)化技巧
選擇合適的算法：根據(jù)數(shù)據(jù)的特性（如數(shù)據(jù)量大小、數(shù)據(jù)分布、是否穩(wěn)定等）選擇合適的排序算法。
減少比較次數(shù)：通過優(yōu)化算法邏輯，如快速排序中的三數(shù)取中法選擇基準(zhǔn)元素，以減少不必要的比較。
利用并行處理：對(duì)于多核處理器，可以使用并行算法（如并行快速排序、并行歸并排序）來加速排序過程。
內(nèi)存管理：合理安排數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以減少內(nèi)存訪問延遲，如使用局部性原理優(yōu)化緩存命中率。
預(yù)處理：如果可能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理（如去除重復(fù)項(xiàng)、分組等），以簡(jiǎn)化排序過程。
算法融合：根據(jù)實(shí)際需要，將多種排序算法融合使用，如先使用快速排序進(jìn)行全局排序，再使用插入排序?qū)植啃?shù)組進(jìn)行優(yōu)化。
使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)：C++ STL中的
std::sort通常已經(jīng)足夠高效，并且針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)和編譯器進(jìn)行了優(yōu)化。在大多數(shù)情況下，直接使用std::sort是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。如果需要進(jìn)一步優(yōu)化，可以考慮自定義比較函數(shù)或使用其他排序算法。