排序算法

Posted 2020-09-18 轻典

C语言实现：

#include <iostream>
#include <map>
#include <vector>

//冒泡排序
void buttle(int array[], int len)
{
    int temp;
    for(int i = 0; i < len; i++)
    {
        for(int j = 0; j < len-1 -i; j++)
        {
            if(array[j] > array[j+1]) 
            {
                temp = array[j];
                array[j] = array[j+1];
                array[j+1] = temp;
            }
        }
    }
}

//简单选择排序
void select(int array[], int len)
{
    int min_index;
    int temp;
    for(int i = 0; i < len; i++)
    {
        min_index = i;
        for(int j = i+1; j < len; j++)
        {
            if(array[j] < array[min_index])
            {
                min_index = j;
            }
        }
        if(min_index != i)
        {
            temp = array[i];
            array[i] = array[min_index];
            array[min_index] = temp;
        }
    }
}

//直接插入排序
void insert(int array[], int len)
{
    int temp;
    //从第二个元素开始
    for(int i = 1; i < len; i++)
    {
        for(int j = i; j >= 1; j--)
        {
            if(array[j] < array[j-1])
            {
                temp = array[j];
                array[j] = array[j-1];
                array[j-1] = temp;
            }
        }
    }
}

//希尔排序
void shell(int array[],int len)
{
    int increment = len/2;
    int temp; 
    while(increment >= 1)    
    {
        for(int i = increment; i < len; i++)    
        {    
            temp = array[i];
            int j = i - increment;
            while(j >= 0 && array[j] < temp)    
            {    
                array[j+increment] = array[j];    
                j = j - increment;    
            }
            array[j+increment] = temp;     
        }
        increment /= 2;   
    }
}

//希尔排序
void shell2(int array[], int len) {
    int increment = len/2;
    int temp;
    while(increment >= 1) {
        std::cout<<"increment:"<<increment<<std::endl;
        for(int i = 0; i < len - increment; i++) {
            for(int j = i; j < len - increment; j=j+increment)
            {
                if(array[j] > array[j+increment]) {
                    temp = array[j];
                    array[j] = array[j+increment];
                    array[j+increment] = temp;
                }
            }
        }
        increment /= 2;
    }
}

//计数排序
void count(int array[], int len)
{
    std::map<int, std::vector<int> > m;
    for(int i = 0; i < len; i++)
    {
        int num = array[i];
        if(m.find(num) != m.end()) 
        {
            m[num].push_back(num);
        } else 
        {
            std::vector<int> vect;
            vect.push_back(num);
            m[num] = vect;
        }
    }
    std::map<int, std::vector<int> >::iterator it = m.begin();
    int index = 0;
    while(it != m.end())
    {
        for(int i = 0; i < it->second.size(); i++)
        {
            array[index] = it->second[i];
            index++;
        }
        it++;
    }
}

//堆排序——构建二叉堆
void build_tree1(int array[], int index, int num)    //i表示中间节点在原数组中的索引，num表示需要参与建堆的节点个数
{
    int i;
    int left_child_index = 2*index+1;
    int right_child_index = 2*index+2;
    //有左孩子
    if(left_child_index < num) 
    {
        if(array[left_child_index] > array[index])
        {
            int temp = array[index];
            array[index] = array[left_child_index];
            array[left_child_index] = temp;
            build_tree1(array, left_child_index, num);
        }
    }
    //有右孩子
    if(right_child_index < num) 
    {
        if(array[right_child_index] > array[index])
        {
            int temp = array[index];
            array[index] = array[right_child_index];
            array[right_child_index] = temp;
            build_tree1(array, right_child_index, num);
        }
    }
    return;
}

//堆排序——构建二叉堆
void build_tree2(int array[], int index, int num)    //i表示中间节点在原数组中的索引，num表示需要参与建堆的节点个数
{
    int i;
    int left_child_index = 2*index+1;
    int right_child_index = 2*index+2;
    if(right_child_index < num)     //右孩子存在的话，左孩子必定存在
    {
        //同时有左右孩子
        if(array[left_child_index] > array[index] || array[right_child_index] > array[index])
        {
            int bigger_child_index = left_child_index;
            if(array[left_child_index] < array[right_child_index]) {
                bigger_child_index = right_child_index;
            }
            int temp = array[index];
            array[index] = array[bigger_child_index];
            array[bigger_child_index] = temp;
            build_tree2(array, bigger_child_index, num);
        }
        
    } else if (left_child_index < num)
    {
        //只有左孩子
        if(array[left_child_index] > array[index]) 
        {
            int temp = array[index];
            array[index] = array[left_child_index];
            array[left_child_index] = temp;
            build_tree2(array, left_child_index, num);
        }
    }
    return;
}

//堆排序
void heat(int array[], int len)
{
    for(int i = len/2; i >= 0; i--)
    {
        build_tree2(array, i, len);
    }
    for(int i = len -1; i > 0; i--)
    {
        int temp = array[i];
        array[i] = array[0];
        array[0] = temp;
        build_tree2(array, 0, i);
    }
}

//归并排序
void merge_join(int left_child_array[], int left_child_array_len, int right_child_array[], int right_child_array_len, int *temp)
{
    int left_cur_index = 0;
    int right_cur_index = 0;
    int temp_cur_index = 0;
    //如果两个子数组都有数据
    while(left_cur_index < left_child_array_len && right_cur_index < right_child_array_len)
    {
        if(left_child_array[left_cur_index] <= right_child_array[right_cur_index])
        {
            temp[temp_cur_index] = left_child_array[left_cur_index];
            left_cur_index++;
            temp_cur_index++;
        } else {
            temp[temp_cur_index] = right_child_array[right_cur_index];
            right_cur_index++;
            temp_cur_index++;
        }
    }
    //如果只有其中一个数组有数据，直接把该数组数据全部加到排序数组后面好了
    while(left_cur_index < left_child_array_len) 
    {
        temp[temp_cur_index] = left_child_array[left_cur_index];
        left_cur_index++;
        temp_cur_index++;
    }
    while(right_cur_index < right_child_array_len) 
    {
        temp[temp_cur_index] = right_child_array[right_cur_index];
        right_cur_index++;
        temp_cur_index++;
    }
    std::cout<<"--------------\n";
    for(int i = 0; i < left_child_array_len + right_child_array_len; i++)
    {
        std::cout<<"i:"<<temp[i]<<std::endl;
        left_child_array[i] = temp[i];
    }
    std::cout<<"--------------\n";
}

//归并排序
void begin_merge(int array[], int len, int *temp)
{
    if(len > 1)
    {
        int left_child_array_len = len/2;
        int right_child_array_len = len - left_child_array_len;
        int *left_child_array = array;
        int *right_child_array = array + left_child_array_len;
        //拆分左子树
        begin_merge(left_child_array, left_child_array_len, temp);
        //拆分右子树
        begin_merge(right_child_array, right_child_array_len, temp);
        //归并排序
        merge_join(left_child_array, left_child_array_len, right_child_array, right_child_array_len, temp);
    }
}

//归并排序
void merge(int array[], int len)
{
    int *temp = (int*)malloc(len * sizeof(int));
    begin_merge(array, len, temp);
    /* 
    for(int i = 0; i < len; i++)
    {
        std::cout<<"i:"<<temp[i]<<std::endl;
    }
    */
    //array = temp;

}

int sorted_pivot(int array[], int len)
{
    int pivot_index = 0;
    int pivot_num = array[pivot_index];
    std::cout<<"pivot_num:"<<pivot_num<<std::endl;
    int left_index = 0;
    int right_index = len -1;
    while(left_index < right_index)
    {
        while(1)
        {
            if(array[right_index] < pivot_num || left_index >= right_index)
            {
                break;
            }
            right_index--;
            std::cout<<"right_index:"<<right_index<<std::endl;
        }
        while(1)
        {
            if(array[left_index] > pivot_num || left_index >= right_index)
            {
                break;
            }
            left_index++;
            std::cout<<"left_index:"<<left_index<<std::endl;
        }
        //交换两个值
        int temp = array[left_index];
        array[left_index] = array[right_index];
        array[right_index] = array[left_index];
    }
    //将基准数归位
    array[pivot_index] = array[left_index];
    array[left_index] = pivot_num;
    
    return left_index;
}

//快速排序
void quick1(int array[], int len)
{
    if(len < 2)
    {
        return;
    }
    int pivot = sorted_pivot(array, len);
    quick1(array, pivot+1);
    quick1(array + pivot + 1 , len - pivot +1);
}

int main()
{
    int arr[25] = {5,2,3,4,1,8,9,0,7,6,10,19,15,13,17,18,14,12,11,16,30,35,310,315,335};
    quick1(arr,25);
    for(int i = 0; i < 25; i++)
    {
        std::cout<<arr[i]<<std::endl;
    }
}