算法 七種常見(jiàn)排序(C++)

直接上demo:

#include <iostream>
using namespace std;

// 冒泡排序:
void BubbleSort(int a[], int n)
{
    bool flag = true;
    int k = n;
    while (flag)
    {
        flag = false;
        for (int i = 1; i < k; i++)
        {
            if (a[i - 1] > a[i]) {
                swap(a[i - 1], a[i]);
                flag = true;
            }
        }
        k--;
    }
}

// 直接插入排序:
void Insertsort(int a[], int n)
{
    int i, j;
    for (i = 1; i < n; i++)
    {
        for (j = i - 1; j >= 0; j--)
        {
            if (a[j + 1] < a[j])
                swap(a[j], a[j + 1]);
        }
    }
}

// 希爾排序(分組插入排序宪巨,增量為d,d=1是直接插入排序):
void Shellsort(int a[], int n) {
    int i, j, gap;
    
    for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2)
    {
        //for (i = 0; i < gap; i++)
        for (i = gap; i < n; i++)
        {
            for (j = i - gap; j >= 0; j -= gap)
            {
                if (a[j + gap] < a[j])
                    swap(a[j + gap], a[j]);
            }
        }
    }
}

// 直接選擇排序:
void Selectsort(int a[], int n) {
    int i, j;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        int minIndex = i;
        for (j = i + 1; j < n; j++)
        {
            if (a[j] < a[minIndex])
            {
                minIndex = j;
            }
        }
        swap(a[i], a[minIndex]);
    }
}

// 歸并排序(分治法):

// 將有序數(shù)組a[first...mid]和a[mid...last]合并
void MergeArray(int a[], int first, int mid, int last, int tmp[])
{
    int i = first, n = mid;
    int j = mid + 1, m = last;
    int k = 0;
    
    while (i <= n&&j <= m)
    {
        if (a[i] < a[j])
            tmp[k++] = a[i++];
        else
            tmp[k++] = a[j++];
    }
    
    while (i <= n)
    {
        tmp[k++] = a[i++];
    }
    
    while (j <= m)
        tmp[k++] = a[j++];
    
    for (i = 0; i < k; i++)
        a[first + i] = tmp[i];
}

// 先遞歸地分解數(shù)列垃它,再合并數(shù)列完成歸并排序:
void MergesortSection(int a[], int first, int last, int tmp[])
{
    if (first < last)
    {
        int mid = (first + last) / 2;
        MergesortSection(a, first, mid, tmp);  // 左邊有序
        MergesortSection(a, mid + 1, last, tmp); // 右邊有序
        MergeArray(a, first, mid, last, tmp); // 合并兩個(gè)有序序列
    }
}

void Mergesort(int a[], int n)
{
    int *p = new int[n];
    if (p == NULL)
        return;
    MergesortSection(a, 0, n - 1, p);
    delete[] p;
}

// 快速排序:

// 找中樞(挖坑填數(shù))
int Partition(int a[], int left, int right)
{
    int flag = a[left];
    while (left < right)
    {
        while (a[right] >= flag&&left < right)
            right--;
        if (left < right)
        {
            a[left] = a[right];
            left++;
        }
        
        while (a[left] < flag&&left < right)
            left++;
        if (left < right)
        {
            a[right] = a[left];
            right--;
        }
    }
    a[left] = flag;
    return left;
}

void QuicksortSection(int a[], int left, int right)
{
    if (left < right)
    {
        int i = Partition(a, left, right);
        QuicksortSection(a, left, i -1);
        QuicksortSection(a, i + 1, right);
    }
}

void Quicksort(int a[], int n)
{
    int left = 0;
    int right = n - 1;
    QuicksortSection(a, left, right);
}

// 堆排序:

// 新加入節(jié)點(diǎn)i  其父節(jié)點(diǎn)為(i-1)/2
void MinHeapFixUp(int a[], int i)
{
    for (int j = (i - 1) / 2; a[i] > a[j] && i != 0 && j >= 0; i = j, j = (i - 1) / 2)
        swap(a[i], a[j]);
}

// 插入節(jié)點(diǎn)勺良,只能在最小堆的末尾插入
void MinHeapAddNumber(int a[], int n, int nNum)
{
    a[n] = nNum;
    MinHeapFixUp(a, n);
}

// 刪除節(jié)點(diǎn)i  調(diào)整堆  只能刪除最小堆的堆頂元素唯卖,將最后一個(gè)元素a[n]放在堆頂眠寿,進(jìn)行調(diào)整
void MinHeapFixDown(int a[], int i, int n)
{
    int j, tmp;
    tmp = a[i];
    j = 2 * i + 1;  // 左兒子
    while (j < n)
    {
        if (j + 1 < n&&a[j + 1] < a[j]) // 在左兒子和右兒子中找最小
            j++;
        
        if (a[j] >= tmp)
            break;
        
        swap(a[j], a[i]);
        i = j;
        j = 2 * i + 1;
    }
    a[i] = tmp;
}

void MinHeapDeleteNumber(int a[], int n)
{
    swap(a[0], a[n - 1]);
    MinHeapFixDown(a, 0, n - 1);
}

// 建立最小堆,數(shù)組畫(huà)成堆后,葉子節(jié)點(diǎn)已經(jīng)是合法的堆了查乒,只要從最后一個(gè)葉子(即數(shù)組的最后一個(gè)元素)的雙親節(jié)點(diǎn)弥喉,向下調(diào)整就好
void MakeMinHeap(int a[], int n)
{
    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
        MinHeapFixDown(a, i, n);
}

// 堆排序,對(duì)于小頂堆玛迄,我們只能從刪除堆頂元素開(kāi)始
// 對(duì)于堆用數(shù)組表示由境,我們將堆頂元素a[0]與a[n-1]交換, a[1]與a[n-2]交換...
// 相當(dāng)于刪除堆頂元素蓖议,所以向下調(diào)整堆
// 結(jié)果小頂堆對(duì)應(yīng)的是從大到小的排序虏杰,若要從小到大,需要對(duì)結(jié)果逆序(或者用大頂堆)
void Minheapsort(int a[], int n)
{
    MakeMinHeap(a, 5);
    for (int i = n - 1; i >= 1; i--)
    {
        swap(a[i], a[0]);
        MinHeapFixDown(a, 0, i);
    }
}



int main()
{
    int a[] = { 5,3,4,1,2 };
    BubbleSort(a, 5);
    Insertsort(a, 5);
    Shellsort(a, 5);
    Selectsort(a, 5);
    Mergesort(a, 5);
    Quicksort(a, 5);
    Minheapsort(a, 5);
    
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << a[i] << ",";
    }
    system("pause");
    return 0;
}
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