常见的几种排序算法

#include <iostream>using namespace std;/*排序过程都是直接在内存中完成，统称为内排序*///=======================交换排序================/*冒泡排序:时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)依次比较相邻两个元素，首先比较第1个位置和第2个位置的数，大的放后面，小的放前面，然后比较第2个位置第3个位置的数，重复进行到第n个位置，经过这一轮，数组中最大元素交换到第n个位置；重复上一步骤，直到第n-1个位置；依次重复执行，直到第1个位置*/void bubbleSort(int arr[], int len){int temp;for (int i = len - 1; i > 0; i--){for (int j = 0; j < i; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}}/*鸡尾酒排序: 冒泡排序改进算法双向冒泡排序*/void cocktailSort(int arr[], int len){int head = 0, tail = len - 1;int temp, k;while (head < tail){for (k = head; k < tail; k++){if (arr[k] < arr[k + 1]){temp = arr[k];arr[k] = arr[k + 1];arr[k + 1] = temp;}tail--;for (k = tail; k>head;k--){if (arr[k - 1]>arr[k]){temp = arr[k-1];arr[k - 1] = arr[k];arr[k] = temp;}}head++;}}}/*改进冒泡排序，设置标志:若在一轮扫描过程中没有交换元素，则表示已经排序完成，没必要继续执行*/void bubbleFlagSort(int arr[], int len){int temp, flag = 1;for (int i = len - 1; i > 0 && flag; i--){flag = 0;for (int j = 0; j < i; i++){if (arr[j] < arr[j + 1]){temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;flag = 1;}}}}/*快速排序：O（N*log2N）首先数组根据中枢值分成两个部分，左边元素小于等于中枢值，右边元素都大于中枢值；然后每个部分被递归的排序。优化：消除递归；          选择基于三中值分区的中枢值；          设定一个切分数组长度的最小值，如果小于这个值就直接使用插入排序；*/void qSort(int* a, int left, int right){if (left >= right)return;int zsv = a[left];//选取第一个元素为中枢值int last = left, temp;for (int p = left + 1; p <= right; p++){if (a[p] < zsv){++last;temp = a[p];a[p] = a[last];a[last] = temp;}}a[left] = a[last];a[last] = zsv;//递归qSort(a, left, last - 1);qSort(a, last + 1, right);}void quickSort(int* a, int len){qSort(a, 0, len - 1);}//============================选择排序===================/*选择排序：每次从未排序的序列中挑选出最大（最小）的元素，重复这个过程直到所有元素都被挑完。O(n^2)*/void selectSort(int* a, int len){int minpos, min;for (int i = 0; i < len; i++){min = a[i];minpos = i;for (int j = i; j < len; j++){if (a[j] < min){min = a[j];minpos = j;}}a[minpos] = a[i];a[i] = min;}}/*堆排序：堆实际上是一棵完全二叉树堆的基本操作分为向上调整和向下调整，利用向上调整操作构建堆，堆顶元素和堆尾交换后，堆长度减1，利用向下调整操作从堆顶开始调整生成新堆。*/inline void swap(int* arr, int a, int b){int temp = arr[a];arr[a] = arr[b];arr[b] = temp;}void HeapAdjust(int* L, int s, int m)//构建大顶堆{int temp, j;temp = L[s];for (j = 2 * s; j < m; j *= 2)//沿关键字较大的孩子结点向下筛选{if (j < m && L[j] < L[j + 1])//lchild<rchild++j;    //j为关键字中较大的记录的小标if (temp>=L[j])//parent>=rchildbreak;L[s] = L[j];s = j;}L[s] = temp;//交换parent与lchild}//对顺序表L进行堆排序void HeapSort(int* L,int len){int i;for (i = len/ 2; i > 0; i--)//把L构建成一个大顶堆HeapAdjust(L, i-1, len);/*for (i = 0; i < len; i++)cout << L[i] << " ";cout << endl;*/for (i = len-1; i > 0; i--){swap(L, 0, i);//将堆顶记录和当前未经排序子序列的最后一个记录交换HeapAdjust(L, 0, i - 1);//将L[0--i-1]重新调整为大顶堆}/*for (i = 0; i < len; i++)cout << L[i] << " ";cout << endl;*/}//================插入排序===============/*插入排序：O(n^2)将一个数组分为两个部分，前一部分为已排序，后一部分为乱序，每次将乱序部分第一个元素插入到有序部分中，从插入点开始有序部分元素依次后移，如此重复直至乱序元素个数为0，则完成整个排序过程。*/void insertSort(int* arr, int len){for (int i = 1; i < len; i++){int pos = i - 1;int temp = arr[i];while (pos >= 0 && arr[pos]>temp){arr[pos + 1] = arr[pos];pos--;}arr[pos + 1] = temp;}}/*希尔（Shell）排序 ：一种递减增量分组插入排序将比较的全部元素分为几个区域来提升插入排序的性能*/void ShellSort(int* arr, int len){// 以 N/2^k（k从1开始）为步长，直至步长为1  for (int step = len / 2; step > 0;step/=2){// 各组内简单插入排序  for (int i = step; i < len;i++){int temp = arr[i];int j = i - step;for (; j >= 0 && arr[j]>temp; j -= step)arr[j + step] = arr[j];arr[j + step] = temp;}}}//=======================合并排序=====================/*归并排序：假设初始序列含有n个记录，则可以看成是n个有序的子序列，每个子序列的长度为1，然后两两归并，得到[n/2]([x]表示不小于x的最小整数)个长度为2或1的有序子序列；再两两归并，.......，如此重复，直到得到一个长度为n的有序序列为止，即2路归并排序*///合并两个有序部分void mergeArray(int a[], int first, int mid, int last, int temp[]) {if (first >= last) {return;}int i = first, j = mid + 1;int k = first;while (i <= mid && j <= last) {if (a[i] > a[j]) {temp[k++] = a[j++];}else {temp[k++] = a[i++];}}while (i <= mid) {temp[k++] = a[i++];}while (j <= last) {temp[k++] = a[j++];}// 回写到原来数组中  for (k = first; k <= last; k++) {a[k] = temp[k];}}//递归调用归并void mSort(int* a, int first, int last, int *temp) {if (first < last) {int mid = (first + last) >> 1;mSort(a, first, mid, temp);mSort(a, mid + 1, last, temp);mergeArray(a, first, mid, last, temp);}}//归并排序算法void MergeSort(int* a, int len){int* temp = new int[len];mSort(a, 0, len - 1, temp);delete[] temp;}int main(){int a[] = {50,10,90,30,70,40,80,60,20};MergeSort(a, 9);for (int i = 0; i < 9; i++)cout << a[i] << " ";system("pause");return 0;}