一文搞定十大排序算法（动画图解）

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排序艺术：重新编织数据的秩序

排序，如同艺术家精心布局，是计算机科学中不可或缺的一环。它旨在重新排列元素，使它们按关键字有序，或递增或递减。算法的稳定性是关键，它确保处理相同关键字的元素，前后相对位置始终保持不变。时间复杂度和空间复杂度则是衡量效率的双重要素，前者描述算法执行时间与规模的关系，后者衡量算法运行所需的存储空间。

入门算法：插入与希尔排序

插入排序，如同拼图般构建有序序列，逐个元素插入已排序部分。尽管最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，但平均情况下的表现可达到O(nlogn)，只是对于近乎有序的数据，不稳定排序可能并非最佳选择。希尔排序在此基础上优化，基于插入排序，但使用了增量序列，空间复杂度保持在O(1)，然而同样不稳定。

直观选择：简单而直接

选择排序，每一步都直接挑出未排序部分的最小（大）元素，置之有序区尾，简单明了，但代价是时间复杂度始终为O(n^2)，且排序过程不稳定。直接选择排序则沿用此策略，不占用额外内存，完成排序需n趟操作。

效率之王：堆与冒泡

堆排序利用了堆数据结构的特性，通过构建大顶堆，交换堆顶与末尾，反复调整，时间复杂度提升到O(nlogn)。冒泡排序虽直观，但重复比较和交换难免效率低下，最坏情况下的时间复杂度高达O(N^2)。

分治之典范：快速与归并

快速排序，借力分治法，挑选基准元素，对子序列进行递归排序。其平均效率为O(NlogN)，但受数据分布影响，接近有序时效率下降。归并排序是分治法的典型代表，稳定且时间复杂度为O(nlogn)，不过需要额外的内存空间。

非比较的奥秘：计数与基数

计数排序和基数排序，属于非比较排序，计数排序适用于整数范围固定的数据，时间复杂度为O(n+k)，保证了稳定性。基数排序则按位进行排序，稳定且复杂度为O(d*2n)，空间复杂度与计数排序相近，但适用于均匀分布的数据。

总结与探索

掌握这些排序算法，就像掌握了一把数据整理的钥匙。每种算法都有其适用场景和局限，理解它们的特性和局限，才能在实际问题中灵活运用。继续你的编程之旅，解锁更多的技术宝藏吧！