
快速排序 O(n*log2_n) O(log2_n) 不稳定
// 将数组排序并分成两组
int Partition(int a[], int low, int high)
{
int pivotval = a[low];
while (low < high)
{
//找到比枢轴小的数,放在low位置
while (low < high&&a[high] >= pivotval)
high--;
if (low < high)
{
a[low] = a[high];
low++;
}
//找到比枢轴大的数,放在high位置
while (low < high&&a[low] <= pivotval)
low++;
if (low < high)
{
a[high] = a[low];
high--;
}
//放置枢轴
a[low] = pivotval;
}
return low;
}
// 递归调用快速排序
void QSort(int a[], int low, int high)
{
if (low < high)
{
int pivot = Partition(a, low, high);
QSort(a, low, pivot-1);
QSort(a, pivot+1, high);
}
}
// 快速排序 O(n*log2_n) O(log2_n) 不稳定
int QuickSort(int a[], int n)
{
if (a == NULL || n <= 0)
return -1;
QSort(a, 0, n - 1);
return 0;
}
归并排序 O(n*log2_n) O(n) 稳定
// 归并两数组
void Merge(int a[], int tmp[], int left, int mid, int right)
{
int i = left, j = mid + 1, k = left;
//将左右两部分中小的放到tmp中
while ((i <= mid) && (j <= right))
tmp[k++] = (a[i] < a[j]) ? a[i++] : a[j++];
//将左部分剩余的数放到临时数组中
while (i <= mid)
tmp[k++] = a[i++];
//将右部分剩余的数放到临时数组中
while (j <= right)
tmp[k++] = a[j++];
//将临时数组复制到原数组
while (k > left)
a[--k] = tmp[k];
}
// 递归调用递归排序
void MSort(int a[], int tmp[], int left, int right)
{
if (left < right)
{
int mid = (left + right) / 2;
MSort(a, tmp, left, mid);
MSort(a, tmp, mid + 1, right);
Merge(a, tmp, left, mid, right);
}
}
// 归并排序 O(n*log2_n) O(n) 稳定
int MergeSort(int a[], int n)
{
if (a == NULL || n <= 0)
return -1;
int *tmp = (int *)malloc(sizeof(int)*n);
MSort(a, tmp, 0, n - 1);
free(tmp);
return 0;
}
大顶堆排序 O(n*log2_n) O(1) 不稳定
// 调整大顶堆
void HeapAdjust(int a[], int i, int n)
{
//i为当前调整结点的索引,j为当前调整结点的做孩子结点,编号从0开始
int j = 2 * i + 1;
int tmp = a[i];
while (j <= n - 1)
{
//取出左右孩子结点较大的索引
if ((j < n - 1) && (a[j] < a[j + 1]))
j++;
//当前结点比其左右孩子结点大,直接退出,调整完毕
if (tmp >= a[j])
break;
//当前结点比其左右孩子结点小,交换两数,并继续往下调整
a[(j - 1) / 2] = a[j];
j = 2 * j + 1;
}
a[(j - 1) / 2] = tmp;
}
// 大顶堆排序 O(n*log2_n) O(1) 不稳定
int HeapSort(int a[], int n)
{
if (a == NULL || n <= 0)
return -1;
int i, tmp;
//初始化原数据为一个大顶堆
for (i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
{
HeapAdjust(a, i, n);
}
//交换大顶堆的第一个数和最后一个数,即取出大顶堆的最大值放于最后
//序列长度减少1,重新调整为大顶堆
for (i = n - 1; i>0; i--)
{
tmp = a[i];
a[i] = a[0];
a[0] = tmp;
HeapAdjust(a, 0, i);
}
return 0;
}
希尔排序 O(n*log2_n) O(1) 不稳定
// 希尔排序 O(n*log2_n) O(1) 不稳定
int ShellSort(int a[], int n)
{
if (a == NULL || n <= 0)
return -1;
int i, j, k, tmp;
int gap;
for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2)
{
for (i = 0; i < gap; i++)
{
//内部使用简单插入法排序
for (j = i + gap; j < n; j += gap)
{
tmp = a[j];
for (k = j; k>i&&a[k - gap]>tmp; k -= gap)
{
a[k] = a[k - gap];
}
a[k] = tmp;
}
}
}
return 0;
}