数据结构实验--------主要排序算法的实现

        使用的教材是电子工业出版社出版的《Data Structures and Algorithm Analysis in C++  》（《数据结构与算法分析（C++）》（第三版）），作者是【美】Clifford A Shaffer，译者是张铭、刘晓丹等。所以，有些代码与书上给出来的几近相同，如有侵权，请联系本人（[email protected]），我会删除文章的。

       实验内容是几种主要排序算法的实现，包括：插入排序，选择排序，冒泡排序，Shell排序，归并排序，快速排序，堆排序，基数排序。

       

--------Sort.h--------------------

#ifndef SORT
#define SORT
template<typename E>
void asign(E A[], int n)  //Set elements of B with the rand value
{
	cout<<"\nInput Data is :"<<endl;
	for(int i=0;i<n;i++)
		A[i] = rand()%100;
	print(A,n);
}

template<typename E>
void print(E A[],int n)     //print the elements of A
{
	for(int i=0;i<n;i++)
	{
        cout<<A[i]<<"  ";
	}
	cout<<endl;
}

template<typename E >
void swap(E A[],int i,int j)
{
	E temp = A[i];
	A[i] = A[j];
	A[j] = temp;
}
template<typename E >
void insertionSort(E A[] , int n)
{
	for(int i=1;i<n;i++)
	{
		for(int j=i;j>0;j--)
		{
			if(A[j]<A[j-1])
				swap(A,j,j-1);
		}
	}
}

template<typename E>
void bubSort(E A[],int n)
{
	for(int i=0;i<n-1;i++)
	    for(int j=n-1;j>i;j--)
		{
			if(A[j]<A[j-1])
				swap(A,j,j-1);
		}
}

template<typename E>
void selectionSort(E A[],int n)
{
	int index;
	for(int i=0;i<n-1;i++)
	{
		index = i;
		for(int j=i+1;j<n;j++)
		{
			if(A[index]>A[j])
				index = j;
		}
		swap(A,i,index);
	}
}

template<typename E>
void insertion2(E A[],int n,int curr)
{
	for(int i=curr;i<n;i+=curr)
	    for(int j=i;j>=curr&&A[j]<A[j-curr];j-=curr)
			swap(A,j,j-curr);
}

template<typename E>
void shellSort(E A[],int n)
{
	for(int i=n/2;i>2;i/=2)
	     for(int j=0;j<i;j++)
			 insertion2(&A[j],n-j,i);
	insertion2(A,n,1);
}

template<typename E>
void mergeSort(E A[],E temp[],int left,int right)
{
	if(left==right)
		return;
	int i,j,k, mid = (left+right)/2;
	mergeSort(A,temp,left,mid);
	mergeSort(A,temp,mid+1,right);
	for(i=mid;i>=left;i--)
		temp[i]=A[i];
    for(j=1;j<=right-mid;j++)
		temp[j+mid]=A[right+1-j];
	for(i=left,j=right,k=left;k<=right;k++)
		if(temp[i]>temp[j])
			A[k] = temp[j--];
		else
			A[k] = temp[i++];
}

template<typename E>
int findPivot(E A[],int i,int j)
{
	return (i+j)/2;
}

template<typename E>
int partition(E A[],int l,int r,int z )
{
	do
	{
		while(A[++l]<z) ;
		while(l<r&&A[--r]>z)  ;
		swap(A,l,r);
	}while(l<r);
	return l;
}

template<typename E>
void qsort(E A[],int i,int j)
{
	if(j<=i)
		return;
	int pivot = findPivot(A,i,j);
	swap(A,pivot,j);
	int k = partition(A,i-1,j,A[j]);
	swap(A,k,j);
    qsort(A,i,k-1);
	qsort(A,k+1,j);
}

template<typename E>
void radix(E A[],E B[],int n,int k,int r,int cnt[])
{
	int j;
	for(int i=0,rtoi=1;i<k;i++,rtoi*=r)
	{
		for(j=0;j<r;j++)
			cnt[j]=0;
		for(j=0;j<n;j++)
			cnt[(A[j]/rtoi)%r]++;
		for(j=1;j<r;j++)
			cnt[j] = cnt[j]+cnt[j-1];
		for(j=n-1;j>=0;j--)
			B[--cnt[(A[j]/rtoi)%r]] = A[j];
		for(j=0;j<n;j++)
			A[j] = B[j];
	}
}

template<typename E>
void heapSort(E A[], int n)
{
	E temp;
	Heap<int> H(A, n, n);
	for(int i=0; i<n; i++)
		temp = H.removeFirst();
}
#endif

--------Sort_heap.h---------

template<typename E>
class Heap
{
private:
	E* heap;
	int maxSize;
	int size;
	

	int leftChild(int pos) const
	{
		return 2*pos+1;
	}

	int rightChild(int pos) const
	{
		return 2*pos+2;
	}

	void siftdown(int pos)
	{
		while(!isLeaf(pos))
		{
			int j = leftChild(pos);
			int rc = rightChild(pos);
			if(rc<size && heap[j]<heap[rc])
				j = rc;
			if(heap[j]<heap[pos])
				return;
			swap(heap, j, pos);
			pos = j;
		}
	}

public:
	Heap(E* h, int num, int max)
	{
		heap = h;
		size = num;
		maxSize = max;
		buildHeap();
	}

	bool isLeaf(int pos) const
	{
		return (pos >=size/2) && (pos < size);
	}

	void buildHeap()
	{
		for(int i=size/2-1; i>=0 ;i--)
		{
			siftdown(i);
		}
	}

	E removeFirst()
	{
		swap(heap, 0, --size);
		if(size != 0)
			siftdown(0);
		return heap[size];
	}
};

        每次排序前生成16个随机数作为输入

--------Main.cpp-----------

#include<iostream>
#include<ctime>
#include<cstdlib>
#include"Sort.h"
#include"Sort_heap.h"
using namespace std;

int main()
{
	srand(int(time(0)));
	int len = 16;
	int b[16];
	asign(b,len);

	cout<<"Implement of Insertion Sort :"<<endl;
	insertionSort(b,len);
	print(b,len);
	asign(b,len);

	cout<<"Implement of Bubble Sort : "<<endl;
	bubSort(b,len);
	print(b,len);
	asign(b,len);

	cout<<"Implement of Selection Sort : "<<endl;
	selectionSort(b,len);
	print(b,len);
	asign(b,len);

	cout<<"Implement of Shell Sort : "<<endl;
	shellSort(b,len);
	print(b,len);
	asign(b,len);

	cout<<"Implement of Merge Sort : "<<endl;
	int temp[16];
	mergeSort(b,temp,0,len-1);
	print(b,len);
	asign(b,len);

	cout<<"Implement of Qsort : "<<endl;
	qsort(b,0,len-1);
	print(b,len);
	asign(b,len);

	cout<<"Implement of Radix Sort ; "<<endl;
	int* temp1 = new int[len];
	radix(b,temp,len,2,10,temp1);
	print(b,len);
	delete[] temp1;
	temp1 = NULL;
	asign(b, len);
	
	cout<<"Imlement of Heap Sort : "<<endl;
	heapSort(b,len);
	print(b,len);
	system("PAUSE");
}

运行截图：