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最新推荐文章于 2024-11-28 13:35:01 发布

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分类专栏：数据结构

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/jikexueyuan5555/article/details/72857912

数据结构专栏收录该内容

6 篇文章

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这一篇博文呢就是总结一下各种排序的代码方便调用，以及其性能分析和测试（假设排序最后顺序是由小到大）

一、直接插入排序：像打扑克一样，拿牌的时候小的牌放到已排好序的牌前，否则放在牌后

void insertsort(int n)//直接插入排序
{
	int i,j;
	int temp;
	for(i=1;i<n;i++)
	{
		if(a[i]<a[i-1])
		{
			temp=a[i];
			a[i]=a[i-1];
			for(j=i-1;temp<a[j];j--)
				a[j+1]=a[j];
			a[j+1]=temp;
		}
	} 
}

二、二分插入排序：在直接插入的过程中动了手脚，先用二分查找找到元素应该在的位置（也就是反向的low和high之间）

void BinsertSort(int n)//二分插入排序 
{
	int low,high,mid;
	int temp;
	for(int i=1;i<n;i++)
	{
		if(a[i]<a[i-1])
		{
			temp=a[i];
			low=0;
			high=i-1;
			while(low<=high)
			{
				mid=(low+high)/2;
				if(temp<a[mid]) high=mid-1;
				else low=mid+1;
			} 
			for(int j=i-1;j>=high+1;j--)
			a[j+1]=a[j];
			a[high+1]=temp;
		}
	}
}

三、冒泡排序：每次选定一个元素“往下沉” 即不停只和它右面的元素交换，直至该到的位置

void bubblesort(int n)//冒泡排序，其中k的设置是避免已经排好序的前提下还浪费时间的情况 
{
	int i,j,k;
	int temp;
	j=1;
	while((j<n)&&k>0)
	{
		k=0;
		for(int i=0;i<n-j;i++)
		{
			if(a[i+1]<a[i])
			{
				temp=a[i+1];
				a[i+1]=a[i];
				a[i]=temp;
				k++;
			}
	    }
		j++;
	}
}

四、快速排序：每次选定一个“中间元素”，把所有比他小的元素都放在它左边，所有比他大的元素都放在它右边，当所有的元素都被选过之后，就排好序啦

int partitio(int l,int h)//单次个体排序 
{
	int temp;
	temp=a[l];
	while(l<h)
	{
		while((l<h)&&(a[h]>=temp)) h--;
		if(l<h)
		{
			a[l]=a[h];
			l++;
		}
		while((l<h)&&(a[l]<temp)) l++;
		if(l<h)
		{
			a[h]=a[l];
			h--;
		}
		a[l]=temp;
		return l;
	}
}
void QSsort(int l,int h)//整体多次操作直至结束 
{
	int t;
	if(l<h)
	{
		t=partitio(l,h);
		QSsort(l,t-1);
		QSsort(t+1,h);
	}
}

五、选择排序：从第一个位置到最后的位置，每次都把当前元素与目前数组里最小的元素交换，直至走到末位置

void SelectSort(int n)//选择排序（官方老师版） 
{
	int k,temp;
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		k=i;
		for(int j=i+1;j<n;j++)
		{
			if(a[j]<a[k])
			k=j;
			if(k!=i)
			{
				temp=a[i];
				a[i]=a[k];
				a[k]=temp;
			}
		}
	} 
}

六、归并排序：把整体分成多个小个体然后再整合的过程，总体上用了递归的思想，递归的结束条件是分块中只有一个元素（无需排序，自成顺序），反正是贼难，详细原理想不太明白，还是用模板吧233

void Merge(int *R,int low,int m,int high)  
{  
    //将两个有序的子文件R[low..m)和R[m+1..high]归并成一个有序的子文件R[low..high]  
    int i=low,j=m+1,p=0;                //置初始值  
    int *R1;                        //R1是局部向量  
    R1=(int *)malloc((high-low+1)*sizeof(int));  
    if(!R1)  
    {  
        return;                         //申请空间失败  
    }  
  
    while(i<=m&&j<=high)                //两子文件非空时取其小者输出到R1[p]上  
    {  
        R1[p++]=(R[i]<=R[j])?R[i++]:R[j++];  
    }  
  
    while(i<=m)                         //若第1个子文件非空，则复制剩余记录到R1中  
    {  
        R1[p++]=R[i++];  
    }  
    while(j<=high)                      //若第2个子文件非空，则复制剩余记录到R1中  
    {  
        R1[p++]=R[j++];  
    }  
  
    for(p=0,i=low;i<=high;p++,i++)  
    {  
        R[i]=R1[p];                     //归并完成后将结果复制回R[low..high]  
    }  
}  
  
void MergeSort(int R[],int low,int high)  
{     
    //用分治法对R[low..high]进行二路归并排序  
    int mid;  
    if(low<high)  
    {   //区间长度大于1   
        mid=(low+high)/2;               //分解  
        MergeSort(R,low,mid);           //递归地对R[low..mid]排序  
        MergeSort(R,mid+1,high);        //递归地对R[mid+1..high]排序  
        Merge(R,low,mid,high);          //组合，将两个有序区归并为一个有序区  
    }  
}

七、堆排序：先建立完全二叉树，这里分为大顶堆和小顶堆两类，前者是父亲结点总比左右孩子大，后者是父亲结点总比左右孩子小。从小到大排序用的是大顶堆，从右向左看，建好堆按照从右向左从下到上的顺序把叶子节点和最顶层结点互换，并把新的叶子节点（原顶层结点）弹出，此时大顶堆遭到破坏，需要建堆。（每一次这样交换后弹出的过程后都要建堆，直到结束，ps:与其说建堆不如说改堆），也是贼难，原理西斯疾控

void HeapAdjustDown(int start,int end)  
{  
    int temp = a[start];  //保存当前节点  
    int i = 2*start+1;      //该节点的左孩子在数组中的位置序号  
    while(i<=end)  
    {  
        //找出左右孩子中最大的那个  
        if(i+1<=end && a[i+1]>a[i])    
            i++;  
        //如果符合堆的定义，则不用调整位置  
        if(a[i]<=temp)   
            break;  
        //最大的子节点向上移动，替换掉其父节点  
        a[start] = a[i];  
        start = i;  
        i = 2*start+1;  
    }  
    a[start] = temp;  
}  
  
/* 
堆排序后的顺序为从小到大 
因此需要建立最大堆 
*/  
void Heap_Sort(int len)  
{  
    int i;  
    //把数组建成为最大堆  
    //第一个非叶子节点的位置序号为(len-1)/2  
    for(i=(len-1)/2;i>=0;i--)  
        HeapAdjustDown(i,len-1);  
    //进行堆排序  
    for(i=len-1;i>0;i--)  
    {  
        //堆顶元素和最后一个元素交换位置，  
        //这样最后的一个位置保存的是最大的数，  
        //每次循环依次将次大的数值在放进其前面一个位置，  
        //这样得到的顺序就是从小到大  
        int temp = a[i];  
        a[i] = a[0];  
        a[0] = temp;  
        //将arr[0...i-1]重新调整为最大堆  
        HeapAdjustDown(0,i-1);  
    }  
}

八、总体测试代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int a[]={53,27,36,15,69,42};
int s[6]={0};
int r[6]={0};
void insertsort(int n)//直接插入排序
{
	int i,j;
	int temp;
	for(i=1;i<n;i++)
	{
		if(a[i]<a[i-1])
		{
			temp=a[i];
			a[i]=a[i-1];
			for(j=i-1;temp<a[j];j--)
				a[j+1]=a[j];
			a[j+1]=temp;
		}
	} 
}
void BinsertSort(int n)//二分插入排序 
{
	int low,high,mid;
	int temp;
	for(int i=1;i<n;i++)
	{
		if(a[i]<a[i-1])
		{
			temp=a[i];
			low=0;
			high=i-1;
			while(low<=high)
			{
				mid=(low+high)/2;
				if(temp<a[mid]) high=mid-1;
				else low=mid+1;
			} 
			for(int j=i-1;j>=high+1;j--)
			a[j+1]=a[j];
			a[high+1]=temp;
		}
	}
}
void bubblesort(int n)//冒泡排序，其中k的设置是避免已经排好序的前提下还浪费时间的情况 
{
	int i,j,k;
	int temp;
	j=1;
	while((j<n)&&k>0)
	{
		k=0;
		for(int i=0;i<n-j;i++)
		{
			if(a[i+1]<a[i])
			{
				temp=a[i+1];
				a[i+1]=a[i];
				a[i]=temp;
				k++;
			}
	    }
		j++;
	}
}
//快速排序
int partitio(int l,int h)//单次个体排序 
{
	int temp;
	temp=a[l];
	while(l<h)
	{
		while((l<h)&&(a[h]>=temp)) h--;
		if(l<h)
		{
			a[l]=a[h];
			l++;
		}
		while((l<h)&&(a[l]<temp)) l++;
		if(l<h)
		{
			a[h]=a[l];
			h--;
		}
		a[l]=temp;
		return l;
	}
}
void QSsort(int l,int h)//整体多次操作直至结束 
{
	int t;
	if(l<h)
	{
		t=partitio(l,h);
		QSsort(l,t-1);
		QSsort(t+1,h);
	}
}
/////////////////
void SelectSort(int n)//选择排序（官方老师版） 
{
	int k,temp;
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		k=i;
		for(int j=i+1;j<n;j++)
		{
			if(a[j]<a[k])
			k=j;
			if(k!=i)
			{
				temp=a[i];
				a[i]=a[k];
				a[k]=temp;
			}
		}
	} 
}
void selcsort(int n)//自创野路子版 
{
	int temp;
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
		for(int j=i+1;j<n;j++)
		{
			if(a[j]<a[i])
			{
				temp=a[i];
				a[i]=a[j];
				a[j]=temp;
			}
		}
	}
}
////归并排序(借鉴网上，好难啊5555) 
void Merge(int *R,int low,int m,int high)  
{  
    //将两个有序的子文件R[low..m)和R[m+1..high]归并成一个有序的子文件R[low..high]  
    int i=low,j=m+1,p=0;                //置初始值  
    int *R1;                        //R1是局部向量  
    R1=(int *)malloc((high-low+1)*sizeof(int));  
    if(!R1)  
    {  
        return;                         //申请空间失败  
    }  
  
    while(i<=m&&j<=high)                //两子文件非空时取其小者输出到R1[p]上  
    {  
        R1[p++]=(R[i]<=R[j])?R[i++]:R[j++];  
    }  
  
    while(i<=m)                         //若第1个子文件非空，则复制剩余记录到R1中  
    {  
        R1[p++]=R[i++];  
    }  
    while(j<=high)                      //若第2个子文件非空，则复制剩余记录到R1中  
    {  
        R1[p++]=R[j++];  
    }  
  
    for(p=0,i=low;i<=high;p++,i++)  
    {  
        R[i]=R1[p];                     //归并完成后将结果复制回R[low..high]  
    }  
}  
  
void MergeSort(int R[],int low,int high)  
{     
    //用分治法对R[low..high]进行二路归并排序  
    int mid;  
    if(low<high)  
    {   //区间长度大于1   
        mid=(low+high)/2;               //分解  
        MergeSort(R,low,mid);           //递归地对R[low..mid]排序  
        MergeSort(R,mid+1,high);        //递归地对R[mid+1..high]排序  
        Merge(R,low,mid,high);          //组合，将两个有序区归并为一个有序区  
    }  
}
//////////////  
void HeapAdjustDown(int start,int end)  
{  
    int temp = a[start];  //保存当前节点  
    int i = 2*start+1;      //该节点的左孩子在数组中的位置序号  
    while(i<=end)  
    {  
        //找出左右孩子中最大的那个  
        if(i+1<=end && a[i+1]>a[i])    
            i++;  
        //如果符合堆的定义，则不用调整位置  
        if(a[i]<=temp)   
            break;  
        //最大的子节点向上移动，替换掉其父节点  
        a[start] = a[i];  
        start = i;  
        i = 2*start+1;  
    }  
    a[start] = temp;  
}  
  
/* 
堆排序后的顺序为从小到大 
因此需要建立最大堆 
*/  
void Heap_Sort(int len)  
{  
    int i;  
    //把数组建成为最大堆  
    //第一个非叶子节点的位置序号为(len-1)/2  
    for(i=(len-1)/2;i>=0;i--)  
        HeapAdjustDown(i,len-1);  
    //进行堆排序  
    for(i=len-1;i>0;i--)  
    {  
        //堆顶元素和最后一个元素交换位置，  
        //这样最后的一个位置保存的是最大的数，  
        //每次循环依次将次大的数值在放进其前面一个位置，  
        //这样得到的顺序就是从小到大  
        int temp = a[i];  
        a[i] = a[0];  
        a[0] = temp;  
        //将arr[0...i-1]重新调整为最大堆  
        HeapAdjustDown(0,i-1);  
    }  
}  
int main()
{
	//insertsort(6);	
	//BinsertSort(6);
	//bubblesort(6);
	//QSsort(0,5);
	//SelectSort(6);
	//selcsort(6);
 	//MergeSort(a,0,5);
 	Heap_Sort(6);
	for(int i=0;i<6;i++)
	printf("%d ",a[i]);
	printf("\n");
	return 0;
}

九、各种排序的性能，时间空间复杂度分析

十、可参考大佬博客