常见的排序算法

//直接插入排序
void InsertSort(int *a, size_t n)//将一个数插入到一个有序区间中
{
	assert(a);
	for (size_t i = 0; i < n - 1; i++)
	{
		int end = i;
		int tmp = a[end + 1];
		for (end; end >= 0; end--)
		{
			if (a[end] > tmp)
			{
				a[end + 1] = a[end];
			}
			else
			{
				break;
			}
		}
		a[end + 1] = tmp;
	}
}

//shell排序
void ShellSort(int *a, size_t n)
{
	int gap = n;
	while (gap > 1)
	{
		gap = gap / 3 + 1;//预排序，将整体变得大概有序，最后当gap=1时就是直接插入排序，前面所做的预排序是为直接插入排序做铺垫。
		for (size_t i = 0; i < n - gap; i++)
		{
			int end = i;
			int tmp = a[end + gap];
			for (end; end >= 0; end--)
			{
				if (a[end] > tmp)
				{
					a[end + gap] = a[end];
				}
				else
				{
					break;
				}
			}
			a[end + gap] = tmp;
		}
	}
	
}

//选择排序
void SelectSort(int* a, size_t n)
{
	size_t begin = 0, end = n - 1;
	while (begin < end)
	{
		size_t min=begin ,max = begin;
		for (size_t i = begin; i <= end; i++)
		{
			if (a[i] < a[min])
				min = i;
			if (a[i]>a[max])
				max = i;
		}
		swap(a[begin], a[min]);
		if (begin == max)//max在头被交换至min处，将min处赋值给max，保证max为最大数的下标
		{
			max = min;
		}
		swap(a[end], a[max]);
		begin++;
		end++;
	}
}

//堆排序
void Adjustdown(int* a, size_t n, size_t root)//向下调整算法
{
	size_t parent = root;
	size_t child = parent * 2 + 1;
	while (child<n)
	{	//找大孩
		if (child + 1 < n&&a[child + 1] > a[child])
		{
			child++;
		}
		if (a[child] > a[parent])
		{
			parent = child;
			child = parent * 2 + 1;
			swap(a[child], a[parent]);
		}	
		else
		{
			break;
		}
	}
}
void HeapSort(int* a, size_t n)
{
	//建大堆
	for (size_t i = 0; i < (n - 2) / 2; i--)
	{
		Adjustdown(a, n, i);
	}
	size_t end = n - 1;
	while (end>0)
	{
		swap(a[0], a[end]);
		Adjustdown(a, end, 0);
		end--;
	}
}

//冒泡排序

void BubbleSort(int* a, int n)
{
	int j = 0;
	for (int i = 0; i < n - 1 ; i++)
	{
		int flag = 0;
		for (j; j < n - i-1; j++)
		{
			if (a[j]>a[j + 1])
			{
				swap(a[j], a[j + 1]);
				flag = 1;
			}
		}
		if (flag==0)
		{
			break;
		}
	}
}

//快速排序
//左右指针
int PartSortLF(int*a, int begin, int end)
{
	int key = end;
	while (begin < end)
	{
		while (begin < end && a[begin] <= a[key])
		{
			++begin;
		}
		while (begin < end && a[end] >= a[key])
		{
			end--;
		}
		if (begin < end)
		{
			swap(a[begin], a[end]);
		}
	}
	swap(a[begin], a[key]);
	return begin;
}
//挖坑
int PartSortK(int*a, int begin, int end)
{
	int key = a[end];
	while (begin < end)
	{
		while (begin < end && a[begin] <= key)
		{
			++begin;
		}
		a[end] = a[begin];
		while (begin < end && a[end] >= key)
		{
			end--;
		}
		a[begin] = a[end];
	
	}
	a[begin] = key;
	return begin;
}
//前后指针
int PartSortFB(int*a, int begin, int end)
{
	int cur = begin;
	int prev = cur - 1;
	while (cur < end)
	{
		if (a[cur] < a[end] && ++prev != cur)//如果a[cur]<key prev++紧跟cur 如果prev！=cur 就交换；
			swap(a[cur], a[prev]);
		cur++;                                 //a[cur]>key,因为是&&前面错不判断后面条件，只有cur++往后走；
	}
	swap(a[++prev], a[end]);
	return prev;
}
void QuickSort(int* a, int left, int right)
{                                             //快排可以利用三数取中，和小区间优化进行优化。
	if (left >= right)                        //三数取中是取一组数头尾中间三数的中位数作为key，
		return;                               //小区间优化是当区间数的个数小于一定值时，利用直接插入排序，减少递归开销。
	while (left < right)
	{
		int div = PartSortLF(a, left, right);
		QuickSort( a, left, div-1);
		QuickSort( a, div+1,right);
	}
}
//非递归实现快速排序
void QuickSortNonR(int* a, int begin, int end)//这里使用栈来模拟递归，如果不知道栈中存什么可以看一看函数的参数
{
	stack<int> s;
	if (begin < end)
	{
		s.push(end);                         //
		s.push(begin);
	}
	while (!s.empty())
	{
		int begin = s.top();
		s.pop();
		int end = s.top();
		s.pop();
		int div = PartSortLF(a, begin, end);
		if (begin < div - 1)//至少还有两个数继续排，这里也可以用小区间优化
		{
			s.push(div - 1);
			s.push(begin);
		}
		if (div + 1 < end)
		{
			s.push(end);
			s.push(div + 1);
		}
	
	}
	
}

//归并排序
void Merge(int* a, int* tmp, int begin1, int end1, int begin2, int end2)//将两个空间begin1~end1与begin2~end2归并,这里1区间在2区间左边
{
	int index = begin1;
	int start = begin1;
	int finish = end2;
	while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
	{
		if (a[begin1] < a[begin2])
			tmp[index++] = a[begin1++];
		else
		{
			tmp[index++] = a[begin1++];
		}
	}
	//走到这里1,2两个区间里有一个区间可能没cp完所以要接着cp
	while (begin1 <= end1)
	{
		tmp[index++] = a[begin1++];
	}
	while (begin2 <= end2)
	{
		tmp[index++] = a[begin2++];
	}
	//最后要把tmp中的数据考回a中供上一层递归归并
	memcpy(a + start, tmp + start, (finish - start + 1)*sizeof(int));//一定要注意这里memcpy是按字节考的一定要乘上sizeoftype否则就会少cp数据
}
void _MergeSort(int* a, int* tmp, int begin, int end)//将一组数不断地分成小区间，然后将小区间归并起来
{
	if (begin >= end)
		return;
	int mid = begin + (end - begin) / 2;
	//每次分成[begin,mid],[mid+1,end]两个区间
	_MergeSort(a, tmp, begin, mid);
	_MergeSort(a, tmp, mid+1,end);
	//归并区间
	Merge(a, tmp, begin, mid, mid + 1, end);
}