冒泡--选择--插入--希尔排序

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#include <iostream>
#include <ctime>

using namespace std;

template <typename T>
void print(const T *A, int n)
{
	for(int i=0; i<n; i++)
		cout << A[i] << " ";
	cout << endl;
}

template<typename T>
void swapN(T &a, T &b)
{
	T tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}

// 冒泡排序： 每次循环总是将最大元素移到队尾: O(n^2),稳定的排序算法
template<typename T>
void bubbleSort(T *A, int n)
{
	for(int i=0; i<n-1; i++)
	{
		for(int j=0; j<n-i-1; j++)
		{
			if(A[j] > A[j+1])
			{
				swapN(A[j],A[j+1]);
			}
		}
	}
}

// 鸡尾酒排序：冒泡排序的改进，第一轮，从小到大，第二轮，从大到小，循环: O(n^2)
template<typename T>
void cocktailSort(T *A, int n)
{
	int left=0;
	int right = n-1;
	while(left<right)
	{
		for(int i=left; i<right; i++)
		{
			if(A[i] > A[i+1])
				swapN(A[i],A[i+1]);
		}
		right--;
		for(int i=right; i>left; i--)
		{
			if(A[i] < A[i-1])
				swapN(A[i],A[i-1]);
		}
		left++;
	}
}

// 选择排序：每次从剩余的元素中找出最大的元素与队尾元素交换: O(n^2)， 不稳定的排序算法
template <typename T>
void selectSort(T *A, int n)
{
	for(int i=0; i<n-1; i++)
	{
		int min=i;
		for(int j=i+1; j<n; j++)
		{
			if(A[j]<A[min])
				min = j;
		}

		if( min!= i)
			swapN(A[min],A[i]);
	}
}

// 插入排序： 左手持牌，右手的牌倒序遍历插入, O(n^2), 最好情况能到O(n)

template<typename T>
void insertSort(T *A, int n)
{
	for(int i=1; i<n; i++)
	{
		T cur = A[i];
		int j;
		for(j=i-1; j>=0; j--)
		{
			if(A[j] > cur)
			{
				A[j+1] = A[j];   // 后移操作。。。
			}else
			{
				break;
			}
		}
		A[j+1] = cur;   // 找到要插入的位置进行插入
	}
}

// 希尔排序：插入排序的一种高效改进，按间隔h一次执行插入排序，使得原始数组变得越来越有序，
// h逐渐递减到1，变成正常的插入排序，插入排序对于大部分有序的数列更有效: 不稳定的排序: O(nlogn)~O(n^2)
template<typename T>
void shellSort(T *A, int n)
{
	int h=0;
	while( h<=n )
	{
		h = 3*h + 1;   // 生成间隔h
	}
	while( h>=1 )
	{
		// 完成间隔为 h 子序列的插入排序
		for(int i=h; i<n; i+=h)
		{
			T cur = A[i];
			int j;
			for(j = i-h; j>=0; j-=h)
			{
				if(A[j]>cur)
					A[j+h] = A[j];
				else
					break;
			}
			A[j+h] = cur;
		}
		h = (h-1)/3;   // 递减间隔
	}
}

int main()
{
	int n;
	while(cin>>n)
	{
		int *A = new int[n];
		srand(time(NULL));
		for(int i=0; i<n; i++)
			A[i] = rand()%100;

		print(A,n);
		
		//bubbleSort(A,n);
		//cocktailSort(A,n);
		//selectSort(A,n);
		//insertSort(A,n);
		shellSort(A,n);
		print(A,n);

		delete[] A;
	}
	return 0;
}