七种基本排序实现源码
来源：互联网 发布：在国外听歌用什么软件 编辑：程序博客网 时间：2024/05/21 08:47
1.【插入排序】
void InsertSort(int* p ,int size){for(int i=1;i<size;i++){int j=i;int t= p[i];for(; j > 0 && p[j-1] > t; j--)p[j] = p[j-1];p[j] = t;}}2.【选择排序】
void SelectSort(int* arr,int size){for(int i=0;i<size;i++){int psn=i;for(int j=i;j<size;j++){if(arr[j]<arr[psn])psn = j;}swap(arr[psn],arr[i]);}}3.【冒泡排序】
void BubbleSort(int* arr,int size){bool cg = true;int n= 0;do{cg = false;for (int i=0;i<size-1-n;i++){if (arr[i]>arr[i+1]){cg = true;swap(arr[i],arr[i+1]);}}n++;} while (cg);}4.【快速排序】
void QuickSort(int* arr,int size){ int *L,*R; if(size <= 1) return; if(2 == size) { if(arr[0] > arr[1]) swap(arr[0],arr[1]); return; } L = &arr[1]; R = &arr[size -1]; while(L < R) { while(L<R && *L < *arr) ++L; while(R>arr && !(*R < *arr)) --R; if(L<R) swap(*R,*L); } swap(*R,*arr); QuickSort(arr, R-arr); QuickSort(R+1,size -1 -(R-arr));}5.【堆排序】
void Shift(int* heap, int start, int end){ int tmp = heap[start]; int parent = start; int child = parent * 2 + 1; while(child <= end) { if(child < end && heap[child] < heap[child+1]) child++; if(tmp < heap[child]) { heap[parent] = heap[child]; parent = child; child = 2 * parent +1; } else break; } heap[parent] = tmp;}void BuildHeap(int* heap,int size){ for(int i=size/2-1; i >=0; i--) Shift(heap,i,size-1);}void HeapSort(int* heap,int size){ BuildHeap(heap,size); for(int i = size-1; i>0; i--) { swap(heap[0],heap[i]); Shift(heap,0,i-1); }}6.【归并排序】
void Merge(int* arr,int first,int mid,int last){ int size = last -first + 1; int* tmp = new int[size]; int b1 = first; int e1 = mid; int b2 = mid + 1; int e2 = last; int k = 0; while(b1<=e1 && b2<=e2) if(arr[b1]<arr[b2]) tmp[k++] = arr[b1++]; else tmp[k++] = arr[b2++]; while(b1<=e1) tmp[k++]=arr[b1++]; while(b2<=e2) tmp[k++]=arr[b2++]; for(int i=0; i<size; i++) arr[first + i] = tmp[i]; delete tmp; }void MergeSort(int* arr,int first,int last){ if(first < last) { int mid = (first +last) / 2; MergeSort(arr,first,mid); MergeSort(arr,mid+1,last); Merge(arr,first,mid,last); }}7.【希尔排序】
void ShellSort(int *p, int size){ int iTemp; for( int iStep = size/2; iStep > 0; iStep = iStep/2 ) { for( int i = iStep; i < size; ++i ) {iTemp = p[i];int j = i;for( ; j >= iStep; j -= iStep ) { if( iTemp < p[j-iStep] ) { p[j] = p[j-iStep]; } else { break; }}p[j] = iTemp; } }}【代码测试】
#include<iostream>#include<string>using namespace std;typedef void(*SortFunc)(int*, int, int*, int*);// 插入排序void InsertSort(int* p ,int size, int* move_cnt, int* compare_cnt) { for(int i=1;i<size;i++) { int j = i; int t = p[i]; ++*move_cnt; ++*compare_cnt; for(; j > 0 && p[j-1] > t; j--) { ++*compare_cnt; p[j] = p[j-1]; ++*move_cnt; } p[j] = t; ++*move_cnt; } } // 希尔排序void ShellSort(int *p, int size, int* move_cnt, int* compare_cnt){int iTemp;for( int iStep = size/2; iStep > 0; iStep = iStep/2 ){for( int i = iStep; i < size; ++i ){ iTemp = p[i]; ++*move_cnt;int j = i;for( ; j >= iStep; j -= iStep ){ ++*compare_cnt;if( iTemp < p[j-iStep] ){p[j] = p[j-iStep];++*move_cnt;}else{break;}}p[j] = iTemp;++*move_cnt;}}}// 冒泡排序void BubbleSort(int* arr,int size, int* move_cnt, int* compare_cnt) { bool cg = true; int n = 0; do { cg = false; for (int i=0;i<size-1-n;i++) { ++*compare_cnt; if (arr[i]>arr[i+1]) { cg = true; swap(arr[i],arr[i+1]); *move_cnt += 3; } } n++; } while (cg); } // 快速排序void QuickSort(int* arr,int size, int* move_cnt, int* compare_cnt) { int *L,*R; if(size <= 1) return; if(2 == size) { ++*compare_cnt; if(arr[0] > arr[1]) { swap(arr[0],arr[1]); *move_cnt += 3; } return; } L = &arr[1]; R = &arr[size -1]; while(L < R) { ++*compare_cnt; while(L<R && *L < *arr) { ++*compare_cnt; ++L; } ++*compare_cnt; while(R>arr && !(*R < *arr)) { ++*compare_cnt; --R; } ++*compare_cnt; if(L<R){ swap(*R,*L); *move_cnt += 3; } } swap(*R,*arr); *move_cnt += 3; QuickSort(arr, R-arr, move_cnt, compare_cnt); QuickSort(R+1,size -1 -(R-arr), move_cnt, compare_cnt); } // 简单选择排序void SelectSort(int* arr,int size, int* move_cnt, int* compare_cnt) { for(int i=0;i<size;i++) { int psn=i; for(int j=i;j<size;j++) { ++*compare_cnt; if(arr[j]<arr[psn]) { psn = j; } } swap(arr[psn],arr[i]); *move_cnt += 3; } } void Shift(int* heap, int start, int end, int* move_cnt, int* compare_cnt) { int tmp = heap[start]; ++*move_cnt; int parent = start; int child = parent * 2 + 1; while(child <= end) { ++*compare_cnt; if(child < end && heap[child] < heap[child+1]) { ++child; } ++*compare_cnt; if(tmp < heap[child]) { heap[parent] = heap[child]; ++*move_cnt; parent = child; child = 2 * parent +1; } else break; } heap[parent] = tmp; ++*move_cnt;} void BuildHeap(int* heap,int size, int* move_cnt, int* compare_cnt) { for(int i=size/2-1; i >=0; i--) Shift(heap,i,size-1, move_cnt, compare_cnt); } void HeapSort(int* heap, int size, int* move_cnt, int* compare_cnt) { BuildHeap(heap, size, move_cnt, compare_cnt); for(int i = size-1; i>0; i--) { swap(heap[0],heap[i]); Shift(heap,0,i-1, move_cnt, compare_cnt); } } void Merge(int* arr,int first,int mid,int last, int* move_cnt, int* compare_cnt) { int size = last -first + 1; int* tmp = new int[size]; int b1 = first; int e1 = mid; int b2 = mid + 1; int e2 = last; int k = 0; while(b1<=e1 && b2<=e2) { ++*compare_cnt; if(arr[b1]<arr[b2]) tmp[k++] = arr[b1++]; else tmp[k++] = arr[b2++]; ++*move_cnt; } while(b1<=e1) { tmp[k++]=arr[b1++]; ++*move_cnt; ++*compare_cnt; } while(b2<=e2) { tmp[k++]=arr[b2++]; ++*move_cnt; ++*compare_cnt; } for(int i=0; i<size; i++) { arr[first + i] = tmp[i]; ++*move_cnt; } delete tmp; } void MergeSort(int* arr,int size, int* move_cnt, int* compare_cnt) { if(size > 1) { int mid = size / 2; MergeSort(arr, mid, move_cnt, compare_cnt); MergeSort(arr + mid, size - mid, move_cnt, compare_cnt); Merge(arr, 0, mid - 1, size -1, move_cnt, compare_cnt); } } // 输出数组void ShowArray(int * p, int size){for(int i = 0; i < size; i++){cout<< p[i];if(i < size-1){cout<< ", ";}}cout<< endl;}void CopyToTmp(int* arr, int* temp, int length) { for( int i = 0; i < length; ++i ){temp[i] = arr[i];} }int main(){int arr[4][20] = { {-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100}, {100, 99, 96, 93,89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20}, {99, 75, -10, 87, 41,100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79}, {0} }; const string arr_name[3] = {"顺序的数组" ,"逆序的数组", "随机的数组"}; SortFunc sort_functions[7] = {InsertSort, SelectSort, BubbleSort, QuickSort, ShellSort, HeapSort, MergeSort }; const string sort_func_name[7] = {"插入排序", "选择排序", "冒泡排序", "快速排序", "希尔排序", "堆排序", "归并排序" }; int compare_cnt = 0, move_cnt = 0; cout << "========================================================" << endl; for (int i = 0; i < 7; ++i) { cout << " **** " << sort_func_name[i] << " ****" << " 测试结果如下：" << endl ; cout << "========================================================" << endl; for (int j = 0; j < 3; ++j) { compare_cnt = 0; move_cnt = 0; CopyToTmp(arr[j], arr[3], 20); cout << endl << arr_name[j] << "："; ShowArray(arr[3], 20); sort_functions[i](arr[3], 20, &move_cnt, &compare_cnt); cout << sort_func_name[i] << "后: " ; ShowArray(arr[3], 20); cout << sort_func_name[i] << "对" << arr_name[j] << "排序,共进行 " << compare_cnt << " 次比较 和 " << move_cnt << " 次移动" << endl; } cout << endl << "========================================================" << endl; } system("pause");return 0;}【测试结果】
======================================================== **** 插入排序 **** 测试结果如下：========================================================顺序的数组：-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100插入排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100插入排序对顺序的数组排序,共进行 19 次比较 和 38 次移动逆序的数组：100, 99, 96, 93, 89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20插入排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100插入排序对逆序的数组排序,共进行 209 次比较 和 228 次移动随机的数组：99, 75, -10, 87, 41, 100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79插入排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100插入排序对随机的数组排序,共进行 132 次比较 和 151 次移动======================================================== **** 选择排序 **** 测试结果如下：========================================================顺序的数组：-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100选择排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100选择排序对顺序的数组排序,共进行 210 次比较 和 60 次移动逆序的数组：100, 99, 96, 93, 89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20选择排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100选择排序对逆序的数组排序,共进行 210 次比较 和 60 次移动随机的数组：99, 75, -10, 87, 41, 100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79选择排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100选择排序对随机的数组排序,共进行 210 次比较 和 60 次移动======================================================== **** 冒泡排序 **** 测试结果如下：========================================================顺序的数组：-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100冒泡排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100冒泡排序对顺序的数组排序,共进行 19 次比较 和 0 次移动逆序的数组：100, 99, 96, 93, 89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20冒泡排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100冒泡排序对逆序的数组排序,共进行 190 次比较 和 570 次移动随机的数组：99, 75, -10, 87, 41, 100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79冒泡排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100冒泡排序对随机的数组排序,共进行 189 次比较 和 339 次移动======================================================== **** 快速排序 **** 测试结果如下：========================================================顺序的数组：-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100快速排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100快速排序对顺序的数组排序,共进行 244 次比较 和 54 次移动逆序的数组：100, 99, 96, 93, 89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20快速排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100快速排序对逆序的数组排序,共进行 235 次比较 和 57 次移动随机的数组：99, 75, -10, 87, 41, 100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79快速排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100快速排序对随机的数组排序,共进行 140 次比较 和 54 次移动======================================================== **** 希尔排序 **** 测试结果如下：========================================================顺序的数组：-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100希尔排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100希尔排序对顺序的数组排序,共进行 62 次比较 和 124 次移动逆序的数组：100, 99, 96, 93, 89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20希尔排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100希尔排序对逆序的数组排序,共进行 80 次比较 和 160 次移动随机的数组：99, 75, -10, 87, 41, 100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79希尔排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100希尔排序对随机的数组排序,共进行 88 次比较 和 163 次移动======================================================== **** 堆排序 **** 测试结果如下：========================================================顺序的数组：-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100堆排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100堆排序对顺序的数组排序,共进行 126 次比较 和 119 次移动逆序的数组：100, 99, 96, 93, 89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20堆排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100堆排序对逆序的数组排序,共进行 108 次比较 和 101 次移动随机的数组：99, 75, -10, 87, 41, 100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79堆排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100堆排序对随机的数组排序,共进行 118 次比较 和 108 次移动======================================================== **** 归并排序 **** 测试结果如下：========================================================顺序的数组：-20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100归并排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100归并排序对顺序的数组排序,共进行 88 次比较 和 176 次移动逆序的数组：100, 99, 96, 93, 89, 87, 82, 79, 75, 65, 62, 51, 41, 24, 18, 10, 0, -10, -15, -20归并排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100归并排序对逆序的数组排序,共进行 88 次比较 和 176 次移动随机的数组：99, 75, -10, 87, 41, 100, 89, 65, 18, 93, 0, 51, 62, 10, -20, 82, 24, 96, -15, 79归并排序后: -20, -15, -10, 0, 10, 18, 24, 41, 51, 62, 65, 75, 79, 82, 87, 89, 93, 96, 99, 100归并排序对随机的数组排序,共进行 88 次比较 和 176 次移动
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