排序算法合集
F B I W a r n i n g : \color{red}FBI \qquad Warning: FBIWarning:
本人没有完整的计算机科班的教育经历，但是一直在兢兢业业，努力学习。
这些排序函数都是自己零零散散写的，也没有经过深思熟虑和优化，纯粹是为了自娱自乐。
- 冒泡排序：
代码里有两种实现方式，感觉第二种比较正宗，第一种跟插入排序相似度很高。
int bubbleSortInc(int data[], int size) {
if (size <= 0)
{
return -1;
}
for (int i = 0; i <= size - 1; i++) {
for (int j = 0; j < i; j++)
{
if (data[j] > data[j + 1])
{
int tmp = data[j];
data[j] = data[j + 1];
data[j + 1] = tmp;
}
}
}
return 0;
}
int bubbleSortDec(int data[], int size) {
if (size <= 0)
{
return -1;
}
for (int i = size - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = 0; j < i; j++)
{
if (data[j] > data[j + 1])
{
int tmp = data[j];
data[j] = data[j + 1];
data[j + 1] = tmp;
}
}
}
return 0;
}
- 插入排序：
此处可以看出，插入排序和冒泡排序还是有很大的不同。
int insertSort(int data[], int size) {
int cnt = 0;
if (size <= 1)
{
return 0;
}
for (int i = 0; i < size - 1; i++)
{
if (data[i] > data[i + 1])
{
int tmp = data[i + 1];
data[i + 1] = data[i];
data[i] = tmp;
for (int j = i; j > 0; j--)
{
if (data[j] < data[j - 1])
{
int tmp2 = data[j];
data[j] = data[j - 1];
data[j - 1] = tmp2;
}
}
}
}
return cnt;
}
- 选择排序
按照次序，每次挑选一个最小的，放到相应的次序位置。
int selectLeast(int data[], int datalen, int idx) {
for (int i = idx + 1; i < datalen; i++)
{
if (data[idx] > data[i])
{
idx = i;
}
}
return idx;
}
int selectionSort(int data[], int datalen) {
for (int i = 0; i < datalen; i++)
{
int least = selectLeast(data, datalen, i);
if (least != i) {
int tmp = data[i];
data[i] = data[least];
data[least] = tmp;
}
}
return 0;
}
- shell排序
void shellInsert(int arr[],int arrsize, int dk) {
for (int i = dk ;i <= arrsize - 1;i ++)
{
if (arr[i] < arr[i-dk])
{
int tmp = arr[i];
int j = i - dk;
for (;j >= 0 && tmp < arr[j];j -= dk)
{
arr[j + dk] = arr[j];
}
arr[j + dk] = tmp;
}
}
}
void shellSort(int arr[], int size, int delta[], int deltasize) {
for (int i = 0;i < deltasize; i ++)
{
shellInsert(arr, size, delta[i]);
}
}
- 二分插入排序
void binaryInsertSort(int* data,int size) {
for (int i = 1;i < size;i ++)
{
int tmp = data[i];
int low = 0;
int high = i - 1;
while (low <= high) {
int m = (low + high ) / 2;
if (data[i] < data[m])
{
high = m - 1;
}
else {
low = m + 1;
}
}
for ( int j = i - 1;j >= high + 1; j --)
{
data[j + 1] = data[j];
}
data[high + 1] = tmp;
}
}
- 快速排序
快速排序一种是本人自己写的，一种是算法书上的源码。
int partition(int data[], int low, int high) {
int pivot = data[low];
while (low < high)
{
while (low < high && data[high] >= pivot) // 从右向左找第一个小于x的数
high--;
if (low < high)
data[low++] = data[high];
while (low < high && data[low] < pivot) // 从左向右找第一个大于等于x的数
low++;
if (low < high)
data[high--] = data[low];
}
data[low] = pivot;
return low;
}
void quickSort(int s[], int low, int high)
{
if (low < high)
{
int pivot = partition(s, low, high);
quickSort(s, low, pivot - 1);
quickSort(s, pivot + 1, high);
}
}
int fastSort(int data[], int left, int right) {
if (right - left <= 1)
{
return 0;
}
int pos = left;
int tmp = data[pos];
int empty = pos;
int low = left;
int high = right;
while (low < high)
{
while (low < high)
{
if (data[high] > tmp)
{
high--;
if (high <= low)
{
break;
}
}
else {
data[empty] = data[high];
empty = high;
high--;
break;
}
}
while (low < high)
{
if (low == pos)
{
low++;
if (high <= low)
{
break;
}
}
if (data[low] < tmp)
{
low++;
if (high <= low)
{
break;
}
}
else {
data[empty] = data[low];
empty = low;
low++;
break;
}
}
}
data[empty] = tmp;
fastSort(data, left, low - 1);
fastSort(data, low + 1, right);
return 0;
}
- 堆排序
堆排序是我最喜欢的一种排序。有3种实现方式（后面两种是我根据算法的思路自己写的）。
void swap(int* a, int* b) {
int temp = *b;
*b = *a;
*a = temp;
}
void max_heapify(int arr[], int start, int end) {
// 建立父節點指標和子節點指標
int dad = start;
int son = dad * 2 + 1;
while (son <= end) { // 若子節點指標在範圍內才做比較
if (son + 1 <= end && arr[son] < arr[son + 1]) // 先比較兩個子節點大小，選擇最大的
son++;
if (arr[dad] > arr[son]) //如果父節點大於子節點代表調整完畢，直接跳出函數
return;
else { // 否則交換父子內容再繼續子節點和孫節點比較
swap(&arr[dad], &arr[son]);
dad = son;
son = dad * 2 + 1;
}
}
}
void heap_sort(int arr[], int len) {
int i;
// 初始化，i從最後一個父節點開始調整
for (i = len / 2 - 1; i >= 0; i--)
max_heapify(arr, i, len - 1);
// 先將第一個元素和已排好元素前一位做交換，再重新調整，直到排序完畢
for (i = len - 1; i > 0; i--) {
swap(&arr[0], &arr[i]);
max_heapify(arr, 0, i - 1);
}
}
void swap(int& i, int& k) {
int tmp = k;
k = i;
i = tmp;
}
void heapAdjust(int arr[], int num, int arrsize) {
int pos = num;
for (int j = 2 * num + 1; j < arrsize; j = j * 2 + 1)
{
if (j < arrsize - 1 && arr[j] < arr[j + 1])
{
j++;
}
if (arr[pos] < arr[j])
{
break;
}
else {
arr[num] = arr[j];
num = j;
}
}
arr[num] = arr[pos];
}
void heapSort2(int arr[], int arrsize) {
for (int i = arrsize / 2 - 1; i >= 0; i--) // n/2-1 is previous root dot
{
heapAdjust(arr, i, arrsize);
}
for (int i = arrsize - 1; i >= 0; i--)
{
swap(arr[0], arr[i]);
heapAdjust(arr, 0, i);
}
}
void heapify(int arr[], int arrsize, int num) {
int lowest = num;
int lchild = 2 * num + 1; //lchild
int rchild = 2 * num + 2; //rchild
if (lchild < arrsize && arr[lchild] > arr[lowest])
{
lowest = lchild;
}
if (rchild < arrsize && arr[rchild]> arr[lowest])
{
lowest = rchild;
}
if (lowest != num)
{
swap(arr[num], arr[lowest]);
heapify(arr, arrsize, lowest);
}
}
// 0
// 1 2
// 3 4 5 6
//7 8 9 10 11 12 13 14
void heapSort(int arr[], int arrsize) {
for (int i = arrsize / 2 - 1; i >= 0; i--) // n/2-1 is previous root dot
{
heapify(arr, arrsize, i);
}
for (int i = arrsize - 1; i >= 0; i--)
{
swap(arr[0], arr[i]);
heapify(arr, i, 0);
}
}
- 归并排序
void Merge(int* data, int i, int m, int n) {
int j = 0;
int k = 0;
for (int j = m + 1, k = i; i < m && j <= n; ++k)
{
if (data[i] <= data[j])
{
data[k] = data[i++];
}
else {
data[k] = data[j++];
}
}
if (i <= m)
{
int size = m - i;
for (int c = size; c < size; c++)
{
data[k++] = data[i++];
}
}
if (j <= n)
{
int size = n - j;
for (int c = size; c < size; c++)
{
data[k++] = data[j++];
}
}
}
void MSort(int* data, int s, int t) {
if (s == t)
{
}
}
测试3轮65536个随机整数数据，上述8中排序算法的时间对比：
快速排序是冒泡排序的1000倍。
工程项目地址：https://github.com/satadriver/dataStruct