C#版 选择法、冒泡法、插入法和快速排序法分析与对比（一）
前言
之前老师就讲过了选择法和冒泡法，之后又提到了插入法和排序法，今天做了一个小DEMO，对比了一下四种方法的效率，当然看了很多大牛也博客，其实算法还设计了时间复杂度和空间复杂度，对于这两个概念，我只能从表面上进行理解，其中涉及到了很多数学的问题，所以就不展开写了。
选择排序
冒泡法
插入法
快速排序法
这部分知识比较新，而且内容比较多，所以打算单独另外总结一遍博客，来详细的总结一下这个方法~
DEMO(比较三个算法所用时间)
先说一下设计的思路，生成要求个数的不重复的随机数，将随机数循环赋给listbox，然后分别用四种方法对随机数进行排序，最后将排序时间显示到textbox中
窗体
关键代码
1.按照textbox中的要求生成随机数
其实这块的代码还没来得及好好研究，下次博客和快速排序一起总结一下吧~
<span style="font-size: 24px;"> </span><span style="font-size:14px;">private List<int> a = new List<int>();
private HashSet<int> hs = new HashSet<int>();
/// <summary>
/// 生成随机数
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void btnGenerate_Click(object sender, EventArgs e)
{
for (int i = listBox1.Items.Count - 1; i >= 0; i--)
{
listBox1.Items.RemoveAt(i);
}
//清空HashSet
hs.Clear();
int count = 0;
try //获取生成个数
{
count = Int32.Parse(txtCount.Text);
}
catch (Exception ex)
{
MessageBox.Show("个数有误");
}
Random r = new Random((int)DateTime.Now.Ticks); //以当前时间为时间随机种子
//生成随机数
for (int i = 0; hs.Count < count; i++)
{
hs.Add(r.Next(10000));//最多可以生成9999个数
}
a = hs.ToList<int>(); //HashSet转为List
//a.Sort(); // 排序
//输出随机数到列表
for (int i = 0; i < a.Count; i++)
{
this.listBox1.Items.Add(a[i]);
}
}</span>
2.插入法
<span style="font-size:14px;">/// <summary>
/// 插入法
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
//哈希表转整数数组
int[] s = hs.ToArray();
DateTime time1 = DateTime.Now;
int count = Int32.Parse(txtCount.Text);
for (int i = 1; i < count ; i++) //外层循环，控制执行（n-1）趟排序
{
if (s[i] > s[i - 1]) //判断大小，决定是否需要交换
{
int temp = s[i]; //如果需要交换，则将待排序记录放入临时变量中
int j = 0;
for (j = i - 1; j >= 0 && temp > s[j]; j--) //内层循环，在有序序列中从后往前比较，找到待排序记录在有序列中位置（位置空出）
{
s[j + 1] = s[j]; //将有序记录往后移
}
s[j + 1] = temp; //将临时变量中的值放入正确位置，即空出的位置
}
}
DateTime time2 = DateTime.Now;
textBox3.Text = DateDiff(time1, time2);
for (int i = listBox1.Items.Count - 1; i >= 0; i--)
{
listBox1.Items.RemoveAt(i);
}
for (int i = 0; i < s.Length; i++)
{
this.listBox1.Items.Add(s[i]);
}
}</span>
3.快速选择法
<span style="font-size:14px;"> /// <summary>
/// 快速排序法
/// </summary>
/// <param name="sender"></param>
/// <param name="e"></param>
private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
//哈希表转整数数组
int[] s = hs.ToArray();
DateTime time1 = DateTime.Now;
int low=0; //记录目标数组的起始位置
int high=s.Length-1; //记录目标数组的结束位置
QuickSortFunction(s, low, high);
DateTime time2 = DateTime.Now;
textBox4.Text = DateDiff(time1, time2);
for (int i = listBox1.Items.Count - 1; i >= 0; i--)
{
listBox1.Items.RemoveAt(i);
}
for (int i = 0; i < s.Length; i++)
{
this.listBox1.Items.Add(s[i]);
}
}
/// <summary>
/// 快速排序过程
/// </summary>
/// <param name="array">数组</param>
/// <param name="low">低位目标数组下标</param>
/// <param name="high">高位目标数组下边</param>
private static void QuickSortFunction(int[] array, int low, int high)
{
int keyValuePosition; //记录关键值的下标
//当传递的目标数组含有两个以上的元素时，进行递归调用。（即：当传递的目标数组只含有一个元素时，此趟排序结束）
if (low < high)
{
keyValuePosition = keyValuePositionFunction(array, low, high); //获取关键值的下标（快排的核心）
QuickSortFunction(array, low, keyValuePosition - 1); //递归调用，快排划分出来的左区间
QuickSortFunction(array, keyValuePosition + 1, high); //递归调用，快排划分出来的右区间
}
}
/// <summary>
/// 找出关键值位置
/// </summary>
/// <param name="array">数组</param>
/// <param name="low">低位下标</param>
/// <param name="high">高位下标</param>
/// <returns>关键值下标</returns>
private static int keyValuePositionFunction(int[] array, int low, int high)
{
int i = low; //记录目标数组的起始位置（后续动态的左侧下标）
int j = high; //记录目标数组的结束位置（后续动态的右侧下标）
int keyValue = array[low]; //数组的第一个元素作为关键值
int temp;
//当 （左侧动态下标 == 右侧动态下标） 时跳出循环
while (i< j)
{
while (i < j && array[j] > keyValue) //必须先从右边开始，逐渐向左移动，直至找到<=keyValue的下标
{
j--;
}
while (i < j && array[j] <= keyValue) //从左边开始，直至找到>=keyValue的下标
{
i++;
}
if(i < j) //如果leftIndex < rightIndex，则交换左右动态下标所指定的值；当leftIndex==rightIndex时，跳出整个循环
{
temp = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
//当左右两个动态下标相等时（即：左右下标指向同一个位置），此时便可以确定keyValue的准确位置
temp = keyValue;
if (temp < array[j]) //当keyValue < 左右下标同时指向的值，将keyValue与rightIndex - 1指向的值交换，并返回rightIndex - 1
{
array[low] = array[j - 1];
array[j - 1] = temp;
return j - 1;
}
else //当keyValue >= 左右下标同时指向的值，将keyValue与rightIndex指向的值交换，并返回rightIndex
{
array[low] = array[j];
array[j] = temp;
return j;
}
}</span>
写在后边的碎碎念
总结这四个算法，花了一天的时间，虽然画图的时候也会嫌麻烦，但是画过之后，印象真的深刻了，知道自己哪里不懂，哪里还需要补充学习，最开始选择法和排序法是在学习C语言的课上，那会真的觉得没意思，但是现在自己静下心来自学了插入法和快速排序法之后，觉得算法真的是一门艺术，一大堆的数在等着你来给他们排排队，有一种世界被我掌控的感觉，说的有些夸张，但是学习中的乐趣只有学进去了才能体会吧，不过我可不是书呆子，真正研究数学的大家也都没有学傻，不管怎样，在心里重新定义了算法，给大家推荐一本书《啊哈！算法！》，通俗易懂，妙趣横生！快速排序就是跟啊哈磊学的，下边是链接，不谢，叫我雷锋好吗~
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