王承恩

摘 要 計算機排序算法是計算機軟件編程的基礎(chǔ)，也是實際生產(chǎn)生活中經(jīng)常使用的算法。文章重點圍繞典型算法展開敘述，并結(jié)合高考成績排名進行程序步驟設(shè)計，以此拓展對計算機排序算法的理解和應用。

關(guān)鍵詞 計算機；排序算法；高考成績；排名

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）224-0141-02

排序算法在計算機程序中具有舉足輕重的地位，是計算機程序?qū)W習的基礎(chǔ)。尤其是信息大爆炸的今天，大量的數(shù)據(jù)需要處理，而往往在處理數(shù)據(jù)的第一步是按照一定的規(guī)則對數(shù)據(jù)進行預處理，如按特定指標進行排序、或進行特定的歸一化處理等[1-2]。一個好的排序算法不僅可以降低程序?qū)τ布囊?，也會使得算法?zhí)行效率上大大提高。當然排序算法在實際日常的生產(chǎn)生活中也有很多應用，如對一些經(jīng)濟數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、學生成績的排名等，需要排序算法具有一定的穩(wěn)定性，且能按照多指標進行一定規(guī)則的排序[ 3 ]，如本文所要研究的高考成績排序問題，在總分一致的情況下會依次按照語文、數(shù)學、外語等相關(guān)科目成績進行排序。

文章基于對計算機排序算法的理解，對幾種經(jīng)典的計算機排序算法機理的闡述，詳細分析算法原理、算法過程，并以高考成績排名為例，提出了成績的排序規(guī)則，為進一步學習計算機程序奠定基礎(chǔ)。

1 常見計算機排序算法[1-4]

排序算法作為計算機程序的基礎(chǔ)，所謂排序是指對一串記錄按照某個特定的關(guān)鍵字或者是規(guī)則進行遞增（遞減）排列操作，也就是要求待排序的記錄按照特定要求規(guī)則進行排列?？此剖趾唵蔚膯栴}，在眾多領(lǐng)域起到十分重要的作用，尤其是近些年發(fā)展而來的大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對排序算法的要求越來越高，一個好的排序算法是可以經(jīng)受大量實例進行推理和檢驗的。

1.1 冒泡排序算法

1）冒泡法排序原理。所謂冒泡法排序其實就將小的數(shù)慢慢往上移動到數(shù)列的頂部，是一種最為基本的排序算法?；驹硎且来螌ο噜弮蓚€數(shù)字進行比較，如果不是按照特定規(guī)則，則交換兩者的位置，并直至比較結(jié)束算遍歷一次，同樣進行重復執(zhí)行，即可完成數(shù)列的排序。

2）冒泡法排序過程。如表1所示，即從上到下依次比較相鄰兩個數(shù)，如果上面的比下面的大，便進行交換，否則維持順序不變，這樣便可將最大的數(shù)移動到最底部，依次重復進行即可實現(xiàn)冒泡法排序。

1.2 選擇排序算法

1）選擇法排序原理。如果說冒泡法排序相對機械，那么選擇法排序則相對直接，所以也稱為一種簡單直觀的排序算法。其基本原理是在待排序數(shù)列中直接查找最大（?。┰?，并將其排在該數(shù)列的起始位置，然后依次在剩余待排序數(shù)列中查找最大（?。┰嘏旁谝雅帕袛?shù)列位置之后，以此重復執(zhí)行，即可完成數(shù)列的特定規(guī)則排序。

2）選擇法排序過程。如表2所示，第一遍是找到1最小，然后將1與3位置互換，依次完成排序，看似比冒泡法排序簡單，實際上選擇法排序中需要依次對數(shù)據(jù)進行兩兩比較，但整體上是比冒泡法排序法更簡單。

1.3 插入排序算法

1）插入法排序原理。插入法排序也屬于直觀排序算法，其基本原理是依次從上到下構(gòu)建有序的數(shù)列，將待排序數(shù)字按照特定順序從后向前掃描，找到相應位置進行插入排序。

2）插入法排序過程。如表3所示，即首先檢查2與3，則需要將2排在最前面，接著檢查4位置不變，再繼續(xù)檢查1，則需要將其排在最前面，依次完成插入即可。

1.4 歸并排序算法

1）歸并法排序原理。歸并排序的基礎(chǔ)是歸并操作，采用分治法實現(xiàn)一個數(shù)列的各個子序列的排序，然后按照特定規(guī)則合并有序的子序列，進而得到最終的有序數(shù)列，通常都是按照兩個有序子序列合成，這就是典型的2路歸并操作。

2）歸并法排序過程。在表格上難以描述歸并的過程，本質(zhì)上是將數(shù)據(jù)分為兩個子序列，如表4中，第一步將分為2和4，1和3和5，在分為子序列的過程中就已經(jīng)按照順序進行排列，然后從兩個子序列中從小到大依次進行排序。

1.5 其他排序法

除了上述幾種典型的排序算法，在實際應用還有其他的經(jīng)典排序算法，如快速排序算法、堆排序算法，以及一些改進型排序算法，如希爾排序算法等，在實際應用中也十分廣泛。

2 排序算法在高考成績中的應用分析

2.1 應用背景介紹

在進入高中學習以來，學校為了督促學生、班級之間的學習效果比較，以便更好地進行自我檢查，往往會對考試成績進行排序。不僅如此，其實只要在實際測試考試中，往往都會按照結(jié)果進行排序。同樣高考更是離不開對成績的排名，對高考成績的排名是十分必要的，對考生自己而言知道自己在全省處于何等水平，并按照該層次可以報考相應的學校，而對于高考招生錄取更是重要，因為目前高考志愿都屬于平行志愿，即各個志愿沒有先后關(guān)系，但是錄取投檔是按照考試成績進行投檔。本質(zhì)上就是按照高考成績投遞檔案，讓高校按照一定的先后順序進行錄取，直至錄滿為止，可見高考成績的排名十分重要，往往會因為排名問題影響到個人的錄取結(jié)果。

2.2 高考成績中的排序算法設(shè)計

從上述可知，高考成績排名十分重要，各省教育考試院也十分重視學生的排名規(guī)則制定，但各省的排名有個共同特點都是首先按照總分進行先后排名，但是一定總分相同，后續(xù)名次如何進行則各省略有不同。由于當前取消了高考加分，因此排序相對較簡單一些，否則排序還會更加復雜，以下是高考成績中典型的排序規(guī)則[ 5 ]。

1）高考成績總分相同按單科成績排名，只有總分相同且單科分數(shù)都相同時，才視為相同名次（排位分）。

2）文史類的科目順序依次為語文、外語、數(shù)學、文科綜合；即總分相同，先看語文；若語文同分，則看外語；外語同分，再看數(shù)學；若再同分，則看文科綜合。

3）理工類的科目順序依次為數(shù)學、外語、語文、理科綜合；即總分相同，先看數(shù)學；數(shù)學同分，則看外語；若外語同分，再看語文；若再同分，則看理科綜合。如果按照上述規(guī)則進行排序，在總分上排序則可以采用多種排序算法，幾乎沒有太大區(qū)別，但在總分一致情況下則在算法設(shè)計上可以選擇冒泡法排序相對更加簡單可靠。下面以高考理科成績排序進行算法設(shè)計，相應的算法步驟如圖1所示。

3 結(jié)論

排序算法是計算機程序?qū)W習的基礎(chǔ)，文章主要對幾種典型的排序算法進行了闡述，對原理和過程進行了細致的分析。當然對排序算法的研究還有很多，如對算法的復雜度進行分析，復雜度又分為時間復雜度和空間復雜度，即時間消耗和內(nèi)存消耗角度進行研究，還有對算法的穩(wěn)定性分析，所謂穩(wěn)定性分析是兩個相同元素在排序前后相對位置有無變化，沒有變化說明是穩(wěn)定的排序算法，反之便是不穩(wěn)定的算法。作為基本數(shù)據(jù)處理方法，在實際應用中經(jīng)常使用，如本文重點結(jié)合自己對高考成績排名的理解，從高考排名的需求角度分析了排名的重要性和嚴謹性，同時結(jié)合對排序算法的理解，以高考理科成績的排名建立了程序設(shè)計步驟。

可以遇見，隨著高考的進一步改革[ 6 ]，高考成績的排序規(guī)則也將越來越復雜，需要更精確更穩(wěn)定的排序算法來保證高考成績的嚴肅性，為高考錄取規(guī)則奠定堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]霍紅衛(wèi)，許進.快速排序算法研究[J].微電子學與計算機，2002，19（6）：6-9.

[2]湯亞玲，秦鋒.高效快速排序算法研究[J].計算機工程，2011，37（6）：77-78.

[3]楊繡丞，李彤，趙娜，等.計算排序算法設(shè)計與分析[J].計算機應用研究，2014，31（3）：658-662.

[4]黃福員，聶瑞華.冒泡排序算法的改進[J].微機發(fā)展，2003，13（11）：26-27.

[5]夏標泉.把高考分數(shù)轉(zhuǎn)化為名次[J].高校招生，2010（8）.

[6]王剛，袁暉.新高考改革背景下地方高校面臨的挑戰(zhàn)和應對策略[J].學周刊，2018（6）：7-8.