手撕七大排序(二)

交换排序

一. 冒泡排序

现在我们给大家一个无序数组 要求是我们要将最大的数字放到数组最后面去

这个时候大家应该是怎么想的呢?

我们可以遍历一遍数组然后找到一个最大的值 放到最后去 (这个我们待会儿讲)
我们将这个数字和后面的数字进行比较 如果前面的数字比较大 就交换它们 如果不大于 就比较下面的数字和后面的数字 这样比较一趟 最大的数字就到最后面了

 我们首先来写单趟冒泡排序的代码

1. 单趟冒泡排序

也就是将一个数字放到最后的冒泡排序

代码表示如下

for (int i = 1; i < n-j; i++)
		{
			if (a[i - 1] > a[i])
			{
				Swap(&a[i - 1], &a[i]);
			}
		}

我们来看看结果

2. 多趟排序

我们想想看 既然每次排序能够将最大的数字放到最后去

我们是不是可以在经过(x-1)次排序之后将x个数字排序完成啊

既然如此 我们开始实现完全体的冒泡排序

代码表示如下

void BubbleSort(int* a, int n)
{
	for (int j = 0; j < n; j++)
	{
		//单趟
		bool exchange = false;
		for (int i = 1; i < n-j; i++)
		{
			if (a[i - 1] > a[i])
			{
				Swap(&a[i - 1], &a[i]);
				exchange = true;
			}
		}
		if (exchange == false)
		{
			break;
		}
	}
}

 还是一样我们来看看效果怎么样

可以完美运行

二. 快速排序

这个排序很难 并且会有很多变形

所以我会用单独的一篇博客来介绍

介绍完之后会将连接贴到这篇博客里面

选择排序

一. 选择排序

1. 单趟选择排序

还记不记得我们上面讲的一句话

 

我们这里设定只要设定一个最大值 依次遍历整个数组 并且在最后将这个最大值放到数字后面就可以

代码表示如下

for (int i = left + 1; i <= right; i++)
		{
			if (a[i] < a[mini])
			{
				mini = i;
			}
			if (a[i] > a[maxi])
			{
				maxi = i;
			}
		}
		//交换
		Swap(&a[left], &a[mini]);
		//如果left和maxi重叠,交换修正
		if (left == maxi)
		{
			maxi = mini;
		}
		Swap(&a[right], &a[maxi]);
2. 完整选择排序

跟冒泡排序的思想及其相似

使用i控制排序的次数

使用j来控制每次排序

整体代码如下

//选择排序
void Swap(int* p1, int* p2)
{
	int tmp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = tmp;
}
void SelectSort(int* a, int n)
{
	//单趟遍历一遍 找最大最小值
	//最大值放左边 最小值放右边
	int left = 0;
	int right = n - 1;
	//初始化最大最小值
	int mini = left; int maxi = left;
	while (left < right)
	{
		//找出最大最小
		for (int i = left + 1; i <= right; i++)
		{
			if (a[i] < a[mini])
			{
				mini = i;
			}
			if (a[i] > a[maxi])
			{
				maxi = i;
			}
		}
		//交换
		Swap(&a[left], &a[mini]);
		//如果left和maxi重叠,交换修正
		if (left == maxi)
		{
			maxi = mini;
		}
		Swap(&a[right], &a[maxi]);
		left++;
		right--;
	}
}

运行结果如下:

二. 堆排序

堆排序已经在前面的博客中介绍了

这里我们直接上代码

//堆排序
//向下调整
void AdjustDown(int* a, int n, int parent)
{
	int child = parent * 2 + 1;
	while (child < n)
	{
		//找出左右孩子大的那个
		if (child+1<n && a[child + 1]>a[child])
		{
			child++;
		}
		if (a[child] > a[parent])
		{
			Swap(&a[child], &a[parent]);
			parent = child;
			//更新孩子的位置
			child = parent * 2 + 1;
		}
		else
		{
			break;
		}
	}
}
void HeapSort(int* a, int n)
{
	//向下调整建堆
	for (int i = (n - 1 - 1) / 2; i > 0; i--)
	{
		AdjustDown(a, n, i);
	}
	int end = n - 1;
	while (end > 0)
	{
		Swap(&a[end], &a[0]);
		AdjustDown(a, end, 0);
		end--;
                                                                                                                                                                                                                                                                                             	}
}

 以上便是本文所有内容,如有错误请各位大佬不吝赐教,感谢留言

### 冒泡排序算法详解 冒泡排序是一种经典的排序算法,其核心思想是比较相邻的元素并将较大的元素逐步向数组末端移动[^1]。以下是基于 C++ 的具体实现代码: ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 定义交换函数 void swap(int& a, int& b) { int temp = a; a = b; b = temp; } // 冒泡排序实现 void bubble_sort(int arr[], int n) { for (int i = 0; i < n - 1; i++) { // 外层循环控制遍历次数 bool swapped = false; // 添加标志位用于优化 for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) { // 内层循环完成单次比较 if (arr[j] > arr[j + 1]) { // 如果前一个元素大于后一个,则交换 swap(arr[j], arr[j + 1]); swapped = true; // 记录本次是否有发生交换 } } if (!swapped) break; // 若某一轮未发生任何交换,则提前结束 } } ``` #### 关键点解析 上述代码实现了标准的冒泡排序逻辑,并引入了一个 `swapped` 标志变量来提升效率[^3]。如果在某一趟遍历中没有任何元素被交换,则说明序列已经有序,可以立即终止后续操作。 --- ### 测试示例 为了验证该算法的有效性,可以通过以下测试用例观察运行效果: ```cpp int main() { int data[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90}; int size = sizeof(data) / sizeof(data[0]); cout << "原始数据: "; for (int i = 0; i < size; ++i) { cout << data[i] << " "; } bubble_sort(data, size); cout << "\n排序结果: "; for (int i = 0; i < size; ++i) { cout << data[i] << " "; } return 0; } ``` 执行以上程序会得到如下输出: ``` 原始数据: 64 34 25 12 22 11 90 排序结果: 11 12 22 25 34 64 90 ``` 此过程展示了如何通过多轮比较和交换最终使整个数组按升序排列。 --- ### 性能分析 冒泡排序的时间复杂度为 O(),其中最坏情况发生在输入完全逆序时;而最佳情况下(即输入已近似有序),由于加入了优化机制,时间复杂度可降为 O(n)。尽管如此,在实际应用中通常不推荐使用冒泡排序处理大规模数据集,因为存在更高效的替代方案如快速排序或归并排序[^2]。 ---
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