基本排序算法

Posted 2020-09-02 StrayWolf

起泡排序（bubble sort）

起泡排序是交换排序中最简单的排序方法，其基本思想是：两两比较相邻记录的关键码，如果反序则交换，直到没有反序的记录为止。

1. 将整个待排序记录分为无序区和有序区，初始时有序区为空。
2. 对无序区从前到后依次将相邻记录的关键码进行比较，若反序则交换，从而使得关键码小的记录向前移，关键码大的记录向后移。
3. 重复执行2，直到无序区中没有记录。

 

在编写实现算法时，有些小技巧可以利用。我们可以设置一个变量bound用来记录无序区和有序区的分界，用另一个变量exchange记录每次记录交换的位置。在一趟排序后，exchange记录了最后一次变换的位置，此时exchange即无序区与有序区的分界，传递给bound。如果exchange等于第一个记录的序号（即没有发生交换），则结束排序。

代码示例

 1 int BubbleSort(int a[], int ArrayStart, int ArrayEnd)
 2 {
 3     //bound为无序区和有序区的分界
 4     int exchange = ArrayEnd, bound = ArrayStart;
 5     while(exchange != ArrayStart)
 6     {
 7         bound = exchange;
 8         exchange = ArrayStart;
 9         for(int i = ArrayStart; i < bound; i++)
10         {
11             if(a[i] > a[i+1])
12             {
13                 int temp = a[i];
14                 a[i] = a[i+1];
15                 a[i+1] = temp;
16                 exchange = i+1;
17             }
18         }
19     }
20     return 1;
21 }

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快速排序（quick sort）

快速排序（又称分区交换排序）是对起泡排序的一种改进，改进的着眼点是：在起泡排序中，记录的比较和移动是在相邻位置进行的，记录每次交换只能后移一个位置，因而总的比较次数和移动次数较多。在快速排序中，记录的比较和移动是从两端向中间进行的，关键码较大的记录一次就能从前面移动到后面，关键码较小的记录一次就能从后面移动到前面，记录移动的距离较远，从而减少了总的比较次数和移动次数。

基本思想：选取一个轴值，将待排序记录划分成独立的两部分，左侧记录的关键码均小于或等于轴值，右侧记录的关键码均大于或等于轴值，然后分别对这两部分重复上述过程，直到整个序列有序。

代码示例

 1 int QuickSort(int a[], int ArrayStart, int ArrayEnd)
 2 {
 3     int QuickSortPartition(int*, int, int);
 4     int pivot = 0;
 5     if(ArrayStart < ArrayEnd)
 6     {
 7         pivot = QuickSortPartition(a, ArrayStart, ArrayEnd);
 8         QuickSort(a, ArrayStart, pivot-1);
 9         QuickSort(a, pivot+1, ArrayEnd);
10     }
11     return 1;
12 }
13 
14 int QuickSortPartition(int a[], int ArrayStart, int ArrayEnd)
15 {
16     int i = ArrayStart, j = ArrayEnd;
17     while(i < j)
18     {
19         while(i < j && a[i] <= a[j])
20         {
21             j--;
22         }
23         if(i < j)
24         {
25             int temp = a[i];
26             a[i] = a[j];
27             a[j] = temp;
28             i++;
29         }
30         while(i < j && a[i] <= a[j])
31         {
32             i++;
33         }
34         if(i < j)
35         {
36             int temp = a[i];
37             a[i] = a[j];
38             a[j] = temp;
39             j--;
40         }
41     }
42     return i;
43 }

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