各种排序算法
来源:互联网 发布:微信for windows phone 编辑:程序博客网 时间:2024/06/06 00:59
// 交换函数
void swap(int*a, int *b)
{
int m =*a;
*a = *b;
*b = m;
}
// 冒泡排序
/* 冒泡排序(Bubble Sort,台湾译为:泡沫排序或气泡排序)是一种简单的排序算法。
它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
冒泡排序对n个项目需要O(n2)的比较次数,且可以原地排序。尽管这个算法是
最简单了解和实作的排序算法之一,但它对于少数元素之外的数列排序是很没有效率的。
冒泡排序是与插入排序拥有相等的执行时间,但是两种法在需要的交换次数却很大地不同。
在最坏的情况,冒泡排序需要O(n2)次交换,而插入排序只要最多O(n)交换。
天真的冒泡排序实作(类似下面)通常会对已经排序好的数列拙劣地执行(O(n2)),
而插入排序在这个例子只需要O(n)个运算。因此很多现代的算法教科书避免使用冒泡排序,
而用插入排序取代之。冒泡排序如果能在内部循环第一次执行时,使用一个旗标来表示有
无需要交换的可能,也有可能把最好的复杂度降低到O(n)。在这个情况,在已经排序号的
数列就无交换的需要。若在每次走访数列时,把走访顺序和比较大小反过来,也可以些微
地改进效率。有时候称为往返排序(en:shuttle sort),因为算法会从数列的一端到另一
端之间穿梭往返。
冒泡排序算法的运作如下:
比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。
针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。
由于它的简洁,冒泡排序通常被用来对于程式设计入门的学生介绍算法的概念。
*/
void bubble_sort(int*arr, int len)
{
int tmp = 0;
for(int i= len -1; i> 0; i --)
{
for(int j= i - 1; j> 0; j --)
{
if(*(arr+ i) < *(arr+ j))
{
swap(arr+i, arr+j);
}
}
}
}
/* 鸡尾酒排序,也就是定向冒泡排序, 鸡尾酒搅拌排序, 搅拌排序 (也可以视作选择排序的一种变形),
涟漪排序, 来回排序 or 快乐小时排序, 是冒泡排序的一种变形。此算法与冒泡排序的不同处在于排序
时是以双向在序列中进行排序。
*/
void cocktail_sort(int*arr, int len)
{
int top = 0, bottom= len -1;
int _swap = 1;
int tmp = 0;
while(_swap)
{
_swap = 0;
for(int i= bottom; i> top; i --)
{
if(arr[bottom]< arr[i])
{
swap(&arr[bottom],&arr[i]);
_swap = 1;
}
}
bottom --;
for(int i= top; i < bottom; i ++)
{
if(arr[top]> arr[i])
{
swap(&arr[top],&arr[i]);
_swap = 1;
}
}
top ++;
}
}
void even_odd_sort(int* arr, int len)
{
int tmp = 0;
for(int i= len -1 ; i > len/2-1 ; i--)
{
for(int j= 1; j < i; j += 2)
{
if(arr[j]> arr[j + 1])
swap(&arr[j],&arr[j +1]);
}
for(int j= 0; j < i; j += 2)
{
if(arr[j]> arr[j + 1])
swap(&arr[j],&arr[j +1]);
}
}
}
// 快速排序
void quick_sort(int* arr, int beg, int end)
{
if(end > beg + 1)
{
int piv = arr[beg], k= beg +1, r= end;
while(r> k)
{
if(arr[k]< piv)
k++;
else
swap(&arr[k],&arr[r--]);
}
if(arr[k]< piv) // 如果剩下的那个数比标记小,则交换,这样就是这个数前面的都比它小,后面的都比它大,所以这个数就不用再排了。
{
swap(&arr[k],&arr[beg]);
quick_sort(arr, beg, k- 1);
quick_sort(arr, k+ 1, end);
}
else // 如果剩下这个数大于或等于标记的数,那么将这个数的前一个与这个数交换,并对之前的和之后的分别排序。
{
if(end- beg == 1)
return;
swap(&arr[--k],&arr[beg]);
quick_sort(arr, beg, k);
quick_sort(arr, k+ 1, end);
}
}
}
// 选择排序
void select_sort(int*arr, int len)
{
for(int i= 0; i < len; i++)
{
for(int j= i + 1; j< len; j ++)
{
if(arr[i]> arr[j])
swap(&arr[i],&arr[j]);
}
}
}
// 堆排序
static void build_heap(int*arr, int start, int end)
{
int parent = start;
int tmp = arr[start];
int child =(start << 1)+ 1;
//i = start << 1; // the child of start;
while(child<= end)
{
if(child< end)
{
if(arr[child]< arr[child+ 1])// 如果左子节点比右指节点小,则不管左子节点
child ++;
}
if(arr[child]< tmp)
{
break;
}
else
{
//swap(arr + start, arr + i);
arr[parent]= arr[child];
parent = child;
child = (child << 1)+ 1;
}
}
arr[parent]= tmp;
}
void heap_sort(int* arr, int len)
{
int i;
for(i = (len >> 1)-1; i >= 0; i--)
build_heap(arr, i, len-1);
for(i = len -1; i>= 0; i--)
{
swap(arr+ i, arr);
build_heap(arr, 0, i-1);
}
}
// 插入排序
void insert_sort(int* arr, int len)
{
int tmp = 0;
int j = 0;
for(int i= 1; i < len; i++)
{
tmp = arr[i];
for(j= i; j > 0; j --)
{
if(tmp< arr[j -1])
*(arr+ j) = *(arr+ j -1);
else
{
break;
}
}
arr[j]= tmp;
}
}
// 希尔排序
void shell_sort(int* arr, int len)
{
int step = len/2;
int tmp = 0;
int i = 0;
int j = 0;
while(step)
{
for(i= step; i < len; i += step)
{
j = i - step;
tmp = arr[i];
while(j>= 0 && tmp < arr[j])
{
arr[j + step] = arr[j];
j -= step;
}
arr[j + step] = tmp;
}
step >>= 1;
}
}
// 归并排序
static voidmerge(int* arr, int start, int mid, int end)
{
int * sa1= (int*)malloc(sizeof(int)*(end - start + 1));
memcpy(sa1, arr+ start, sizeof(int)*(end - start + 1));
int *sa2= arr + mid+ 1;
int len1 = mid-start +1;
int len2 = end- mid;
int i = 0, j= 0, k = start;
while(i< len1 && j< len2)
{
if(sa1[i]< sa2[j])
arr[k ++] = sa1[i ++];
else
arr[k ++] = sa2[j ++];
}
while(i< len1)
{
arr[k ++]= sa1[i ++];
}
while(j< len2)
{
arr[k ++]= sa2[j ++];
}
free(sa1);
}
void merge_sort(int* arr, int start, int end)
{
if(start< end)
{
//int * p = (int *)malloc(sizeof(int) * (end - start + 1));
//memcpy(p, arr, sizeof(int) * (end - start + 1));
int mid =(start + end)/ 2;
merge_sort(arr, start, mid);
merge_sort(arr, mid+ 1, end);
merge(arr, start, mid, end);
//free(p);
}
}
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