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11.9.   小结

• 冒泡排序通过交换相邻元素来实现排序。通过增加标志位实现提前返回，我们可将冒泡排序的最佳时间复杂度优化至 O(N) 。
• 插入排序每轮将待排序区间内元素插入至已排序区间的正确位置，从而实现排序。插入排序的时间复杂度虽为 O(N^2) ，但因为总体操作少而很受欢迎，一般用于小数据量的排序工作。
• 快速排序基于哨兵划分操作实现排序。在哨兵划分中，有可能每次都选取到最差的基准数，从而导致时间复杂度劣化至 O(N^2) ，通过引入中位数基准数或随机基准数可大大降低劣化概率。尾递归方法可以有效减小递归深度，将空间复杂度优化至 O(\log N) 。
• 归并排序包含划分和合并两个阶段，是分而治之的标准体现。对于归并排序，排序数组需要借助辅助数组，空间复杂度为 O(N) ；而排序链表的空间复杂度可以被优化至 O(1) 。
• 桶排序分为三步，数据分桶、桶内排序、合并结果，体现分治策略，适用于体量很大的数据。桶排序的难点在于数据的平均划分。
• 计数排序是桶排序的一种特例，通过统计数据出现次数来实现排序；适用于数据量大但数据范围不大的情况，并且要求数据可以被转化为正整数。
• 基数排序通过依次排序各位来实现数据排序，要求数据可以被表示为固定位数的数字。

Fig. 排序算法对比

• 总体来看，我们追求运行快、稳定、原地、正向自适应性的排序。显然，如同其它数据结构与算法一样，同时满足这些条件的排序算法并不存在，我们需要根据问题特点来选择排序算法。