Bug fixes and improvements. (#1780)

* Fix the "尾递归优化" to "递归深度优化" in quick_sort.

* Update landing pages.

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Yudong Jin
2025-07-10 06:32:25 +08:00
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commit e8dc4736a2
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- 泡沫排序透過交換相鄰元素來實現排序。透過新增一個標誌位來實現提前返回,我們可以將泡沫排序的最佳時間複雜度最佳化到 $O(n)$ 。
- 插入排序每輪將未排序區間內的元素插入到已排序區間的正確位置,從而完成排序。雖然插入排序的時間複雜度為 $O(n^2)$ ,但由於單元操作相對較少,因此在小資料量的排序任務中非常受歡迎。
- 快速排序基於哨兵劃分操作實現排序。在哨兵劃分中,有可能每次都選取到最差的基準數,導致時間複雜度劣化至 $O(n^2)$ 。引入中位數基準數或隨機基準數可以降低這種劣化的機率。尾遞迴方法可以有效地減少遞迴深度,將空間複雜度最佳化到 $O(\log n)$ 。
- 快速排序基於哨兵劃分操作實現排序。在哨兵劃分中,有可能每次都選取到最差的基準數,導致時間複雜度劣化至 $O(n^2)$ 。引入中位數基準數或隨機基準數可以降低這種劣化的機率。透過優先遞迴較短子區間,可有效減小遞迴深度,將空間複雜度最佳化到 $O(\log n)$ 。
- 合併排序包括劃分和合並兩個階段,典型地體現了分治策略。在合併排序中,排序陣列需要建立輔助陣列,空間複雜度為 $O(n)$ ;然而排序鏈結串列的空間複雜度可以最佳化至 $O(1)$ 。
- 桶排序包含三個步驟:資料分桶、桶內排序和合並結果。它同樣體現了分治策略,適用於資料體量很大的情況。桶排序的關鍵在於對資料進行平均分配。
- 計數排序是桶排序的一個特例,它透過統計資料出現的次數來實現排序。計數排序適用於資料量大但資料範圍有限的情況,並且要求資料能夠轉換為正整數。
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再深入思考一下,如果我們選擇 `nums[right]` 為基準數,那麼正好反過來,必須先“從左往右查詢”。
**Q**:關於尾遞迴最佳化,為什麼選短的陣列能保證遞迴深度不超過 $\log n$
**Q**:關於快速排序的遞迴深度最佳化,為什麼選短的陣列能保證遞迴深度不超過 $\log n$
遞迴深度就是當前未返回的遞迴方法的數量。每輪哨兵劃分我們將原陣列劃分為兩個子陣列。在遞迴最佳化後,向下遞迴的子陣列長度最大為原陣列長度的一半。假設最差情況,一直為一半長度,那麼最終的遞迴深度就是 $\log n$ 。
遞迴深度就是當前未返回的遞迴方法的數量。每輪哨兵劃分我們將原陣列劃分為兩個子陣列。在遞迴深度最佳化後,向下遞迴的子陣列長度最大為原陣列長度的一半。假設最差情況,一直為一半長度,那麼最終的遞迴深度就是 $\log n$ 。
回顧原始的快速排序,我們有可能會連續地遞迴長度較大的陣列,最差情況下為 $n$、$n - 1$、$\dots$、$2$、$1$ ,遞迴深度為 $n$ 。遞迴最佳化可以避免這種情況出現。
回顧原始的快速排序,我們有可能會連續地遞迴長度較大的陣列,最差情況下為 $n$、$n - 1$、$\dots$、$2$、$1$ ,遞迴深度為 $n$ 。遞迴深度最佳化可以避免這種情況出現。
**Q**:當陣列中所有元素都相等時,快速排序的時間複雜度是 $O(n^2)$ 嗎?該如何處理這種退化情況?