[复习]VB排序算法

[复习]VB排序算法 为什么有这么多的排序算法? 首先，在计算机编程中排序是一个经常遇到的问题。数据只有经过排序后，才更有意义。其次，排序算法说明了许多重要的算法的技术，例如二进制细分，递归和线性添加。最后要说明的一点是不同的算法有不同的优缺点，没有一种算法在任何情况下都是最好的算法。 汽泡排序法 该算法是专门针对已部分排序的数据进行排序的一种排序算法。如果在你的数据清单中只有一两个数据是乱序的话，用这种算法就是最快的排序算法。如果你的数据清单中的数据是随机排列的，那么这种方法就成了最慢的算法了。因此在使用这种算法之前一定要慎重。 这种算法的核心思想是扫描数据清单，寻找出现乱序的两个相邻的项目。当找到这两个项目后，交换项目的位置然后继续扫描。重复上面的操作直到所有的项目都按顺序排好。 图1是对这种算法的说明。在该例中，数字1的未按顺序排好。第一次扫描清单时，程序找到4和1是两个相邻的乱序项目，于是交换它们的位置。以此类推，直到将所有的项目按1234排好。数字1就象上升的汽泡一样，这就是这一算法名称的由来。 2221 3312 4133 1444 图1. 你可以改进该算法，让程序自下而上开始扫描，这样只须一次就能排好顺序了。 下面是用VB代码实现这一算法的例子: ' min and max are the minimum and maximum indexes ' of the items that might still be out of order. Sub BubbleSort (List() As Long, ByVal min As Integer, _ ByVal max As Integer) Dim last_swap As Integer Dim i As Integer Dim j As Integer Dim tmp As Long ' Repeat until we are done. Do While min < max ' Bubble up. last_swap = min - 1 ' For i = min + 1 To max i = min + 1 Do While i <= max ' Find a bubble. If List(i - 1) > List(i) Then ' See where to drop the bubble. tmp = List(i - 1) j = i Do List(j - 1) = List(j) j = j + 1 If j > max Then Exit Do Loop While List(j) < tmp List(j - 1) = tmp last_swap = j - 1 i = j + 1 Else i = i + 1 End If Loop ' Update max. max = last_swap - 1 ' Bubble down. last_swap = max + 1 ' For i = max - 1 To min Step -1 i = max - 1 Do While i >= min ' Find a bubble. If List(i + 1) < List(i) Then ' See where to drop the bubble. tmp = List(i + 1) j = i Do List(j + 1) = List(j) j = j - 1 If j < min Then Exit Do Loop While List(j) > tmp List(j + 1) = tmp last_swap = j + 1 i = j - 1 Else i = i - 1 End If Loop ' Update min. min = last_swap + 1 Loop End Sub 选择排序法 选择排序法是一个很简单的算法。其原理是首先找到数据清单中的最小的数据，然后将这个数据同第一个数据交换位置;接下来找第二小的数据，再将其同第二个数据交换位置，以此类推。下面是VB代码实现该算法。 Sub Selectionsort (List() As Long, min As Integer, _ max As Integer) Dim i As Integer Dim j As Integer Dim best_value As Long Dim best_j As Integer For i = min To max - 1 best_value = List(i) best_j = i For j = i + 1 To max If List(j) < best_value Then best_value = List(j) best_j = j End If Next j List(best_j) = List(i) List(i) = best_value Next i End Sub 当寻找第I小的数据时，你必须检查N-I个项目，所以这一算法所用的步骤可用下面这个公式求得。 N + (N - 1) + (N - 2) + ... + 1 = N * (N + 1) / 2选择排序法适用于较少数据的排序。此外由于算法较简单，因此他的代码也比较简单，这就为我们维护代码带来了方便。实际上如果你的数据相当少的话，这种算法的速度快过其它更复杂的算法。 快速排序法 快速排序法对于大量数据的排序特别有用。其基本原理是:首先检查数据列表中的数据数，如果小于两个，则直接退出程序。如果有超过两个以上的数据，就选择一个分割点将数据分成两个部分，小于分割点的数据放在一组，其余的放在另一组，然后分别对两组数据排序。 通常分割点的数据是随机选取的。这样无论你的数据是否已被排列过，你所分割成的两个字列表的大小是差不多的。而只要两个子列表的大小差不多，该算法所需的步骤就是N * log(N) 步。对于使用比较法进行排序的算法来讲这是最快的方法。下面是用VB代码实现这一算法的例子。 Sub Quicksort (List() As Long, min As Integer, max As Integer) Dim med_value As Long Dim hi As Integer Dim lo As Integer Dim i As Integer ' If the list has no more than 1 element, it's sorted. If min >= max Then Exit Sub ' Pick a dividing item. i = Int((max - min + 1) * Rnd + min) med_value = List(i) ' Swap it to the front so we can find it easily. List(i) = List(min) ' Move the items smaller than this into the left ' half of the list. Move the others into the right. lo = min hi = max Do ' Look down from hi for a value < med_value. Do While List(hi) >= med_value hi = hi - 1 If hi <= lo Then Exit Do Loop If hi <= lo Then List(lo) = med_value Exit Do End If ' Swap the lo and hi values. List(lo) = List(hi) ' Look up from lo for a value >= med_value. lo = lo + 1 Do While List(lo) < med_value lo = lo + 1 If lo >= hi Then Exit Do Loop If lo >= hi Then lo = hi List(hi) = med_value Exit Do End If ' Swap the lo and hi values. List(hi) = List(lo) Loop ' Sort the two sublists Quicksort List(), min, lo - 1 Quicksort List(), lo + 1, max End Sub 计数排序法 前面提到过，对于使用比较法作为算法基础的算法来说，最快需N * log(N)步才能完成排序。计数排序法不作用比较，所以它不受此限制。实际上该算法是如此之快，以致于你会认为是使用了魔术，而不是数学运算来排序。 另一方面，计数排序法只能用于特殊的情况。首先，所有的要进行排序的数据必须是整数，不能对字符使用该算法;其次，数据的范围有限，如果你的数据是在1到1000之内，用这种算法的效果就非常好，但如果你的数据是在1到30000之间，该算法就根本不能用。 首先该算法创建一个整数类型的临时数组，该数组的上下标分别是要排序的数据的最大最小值。如果数据列表的最大最小值从min_item到max_item, 该算法就将数组创建成下面这样: Dim Counts() As Integer ReDim Counts(min_item To max_item)接下来，算法检查列表中的每一个项目，并增加对应该项目的数组元素的值，当这一阶段完成后，Counts(I)的数值就是就是数值为I的基础上的个数。 For I = min To Max Counts(List(I)) = Counts(List(I)) + 1 Next I程序扫描Counts数组，将counts转换成被排序列表中的偏移量。 next_spot = 1 For i = min_value To max_value this_count = counts(i) counts(i) = next_spot next_spot = next_spot + this_count Next i最后将数据进行排序 下面是实现该算法的VB代码 Sub Countingsort (List() As Long, sorted_list() As Long, _ min As Integer, max As Integer, min_value As Long, _ max_value As Long) Dim counts() As Integer Dim i As Integer Dim this_count As Integer Dim next_offset As Integer ' Create the Counts array. ReDim counts(min_value To max_value) ' Count the items. For i = min To max counts(List(i)) = counts(List(i)) + 1 Next i ' Convert the counts into offsets. next_offset = min For i = min_value To max_value this_count = counts(i) counts(i) = next_offset next_offset = next_offset + this_count Next i ' Place the items in the sorted array. For i = min To max sorted_list(counts(List(i))) = List(i) counts(List(i)) = counts(List(i)) + 1 Next i End Sub 总结 下表是各种算法的优缺点比较，正如你所见到的那样，每种算法只是在某一情况下表现得最好，下面是选择算法时的一些原则: 如果你的数据列表中有99%数据已排过序，则用汽泡排序法。 (100个以下)，则用选择排序法。 如果你要排序的数据较少 如果你的数据都是整数，并且数值不大(几千以内)，则用计数排序法。 否则的话用快速排序法法 算法优点缺点 汽泡排序法对以初步排序的数据来说这种方法的速度很快在其它情况下运行速度较慢 选择排序法非常简单对大量数据的排序速度很慢 容易明白 对于少量数据的排序来说速度很快 快速排序法对大量数据的排序来说速度很快如果有大量重复的数据就比较麻烦 计数排序法当数据数值较小(1-1000之间)时，速度非常快当数据数值较大时，速度较慢 需额外的内存 只能对整数类型的数据排序