数据结构排序算法
来源：互联网 发布：中国期货交易软件 编辑：程序博客网 时间：2024/05/14 05:23
//头文件#include"stdio.h"#include"stdlib.h"#define Max 100 //假设文件长度typedef struct{ //定义记录类型 int key; //关键字项}RecType;typedef RecType SeqList[Max+1]; //SeqList为顺序表，表中第0个元素作为哨兵int n; //顺序表实际的长度//==========直接插入排序法======void InsertSort(SeqList R){ //对顺序表R中的记录R[1‥n]按递增序进行插入排序 int i,j; for(i=2;i<=n;i++) //依次插入R[2]，……，R[n] if(R[i].key<R[i-1].key) { //若R[i].key大于等于有序区中所有的keys，则R[i]留在原位 R[0]=R[i];j=i-1; //R[0]是R[i]的副本 do { //从右向左在有序区R[1‥i-1]中查找R[i]的位置 R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移 j--; } while(R[0].key<R[j].key); //当R[i].key≥R[j].key 是终止 R[j+1]=R[0]; //R[i]插入到正确的位置上}//endif }//==========冒泡排序======= typedef enum{FALSE,TRUE} Boolean; //FALSE为0，TRUE为1void BubbleSort(SeqList R) { //自下向上扫描对R做冒泡排序 int i,j; Boolean exchange; //交换标志 for(i=1;i<n;i++) { //最多做n-1趟排序exchange=FALSE; //本趟排序开始前，交换标志应为假for(j=n-1;j>=i;j--) //对当前无序区R[i‥n] 自下向上扫描 if(R[j+1].key<R[j].key){ //两两比较，满足条件交换记录R[0]=R[j+1]; //R[0]不是哨兵，仅做暂存单元R[j+1]=R[j];R[j]=R[0];exchange=TRUE; //发生了交换，故将交换标志置为真 }if(! exchange) //本趟排序未发生交换，提前终止算法 return; }//endfor（为循环）}//1.========一次划分函数=====int Partition(SeqList R,int i,int j){ // 对R[i‥j]做一次划分，并返回基准记录的位置 RecType pivot=R[i]; //用第一个记录作为基准 while(i<j) { //从区间两端交替向中间扫描，直到i=j while(i<j &&R[j].key>=pivot.key) //基准记录pivot相当与在位置i上 j--; //从右向左扫描，查找第一个关键字小于pivot.key的记录R[j]if(i<j) //若找到的R[j].key < pivot.key，则 R[i++]=R[j]; //交换R[i]和R[j]，交换后i指针加1while(i<j &&R[i].key<=pivot.key) //基准记录pivot相当与在位置j上 i++; //从左向右扫描，查找第一个关键字小于pivot.key的记录R[i]if(i<j) //若找到的R[i].key > pivot.key，则 R[j--]=R[i]; //交换R[i]和R[j]，交换后j指针减1 } R[i]=pivot; //此时，i=j，基准记录已被最后定位 return i; //返回基准记录的位置}//2.=====快速排序===========void QuickSort(SeqList R,int low,int high){ //R[low..high]快速排序 int pivotpos; //划分后基准记录的位置 if(low<high) { //仅当区间长度大于1时才排序pivotpos=Partition(R,low,high); //对R[low..high]做一次划分，得到基准记录的位置QuickSort(R,low,pivotpos-1); //对左区间递归排序QuickSort(R,pivotpos+1,high); //对右区间递归排序 }}//======直接选择排序========void SelectSort(SeqList R){ int i,j,k; for(i=1;i<n;i++){ //做第i趟排序（1≤i≤n-1）k=i;for(j=i+1;j<=n;j++) //在当前无序区R[i‥n]中选key最小的记录R[k] if(R[j].key<R[k].key)k=j; //k记下目前找到的最小关键字所在的位置if(k!=i) { // //交换R[i]和R[k] R[0]=R[i];R[i]=R[k];R[k]=R[0];} //endif } //endfor}//==========大根堆调整函数=======void Heapify(SeqList R,int low,int high){ // 将R[low..high]调整为大根堆，除R[low]外，其余结点均满足堆性质 int large; //large指向调整结点的左、右孩子结点中关键字较大者 RecType temp=R[low]; //暂存调整结点 for(large=2*low; large<=high;large*=2){ //R[low]是当前调整结点 //若large>high,则表示R[low]是叶子，调整结束；否则先令large指向R[low]的左孩子if(large<high && R[large].key<R[large+1].key) large++; //若R[low]的右孩子存在且关键字大于左兄弟，则令large指向它 //现在R[large]是调整结点R[low]的左右孩子结点中关键字较大者if(temp.key>=R[large].key) //temp始终对应R[low] break; //当前调整结点不小于其孩子结点的关键字，结束调整R[low]=R[large]; //相当于交换了R[low]和R[large]low=large; //令low指向新的调整结点，相当于temp已筛下到large的位置 } R[low]=temp; //将被调整结点放入最终位置上}//==========构造大根堆==========void BuildHeap(SeqList R){ //将初始文件R[1..n]构造为堆 int i; for(i=n/2;i>0;i--)Heapify(R,i,n); //将R[i..n]调整为大根堆}//==========堆排序===========void HeapSort(SeqList R){ //对R[1..n]进行堆排序，不妨用R[0]做暂存单元 int i; BuildHeap(R); //将R[1..n]构造为初始大根堆 for(i=n;i>1;i--){ //对当前无序区R[1..i]进行堆排序，共做n-1趟。R[0]=R[1]; R[1]=R[i];R[i]=R[0]; //将堆顶和堆中最后一个记录交换Heapify(R,1,i-1); //将R[1..i-1]重新调整为堆，仅有R[1]可能违反堆性质。 }}//=====将两个有序的子序列R[low..m]和R[m+1..high]归并成有序的序列R[low..high]==void Merge(SeqList R,int low,int m,int high){ int i=low,j=m+1,p=0; //置初始值 RecType *R1; //R1为局部量 R1=(RecType *)malloc((high-low+1)*sizeof(RecType)); //申请空间 while(i<=m && j<=high) //两个子序列非空时取其小者输出到R1[p]上R1[p++]=(R[i].key<=R[j].key)? R[i++]:R[j++]; while(i<=m) //若第一个子序列非空，则复制剩余记录到R1R1[p++]=R[i++]; while(j<=high) //若第二个子序列非空，则复制剩余记录到R1中R1[p++]=R[j++]; for(p=0,i=low;i<=high;p++,i++)R[i]=R1[p]; //归并完成后将结果复制回R[low..high]}//=========对R[1..n]做一趟归并排序========void MergePass(SeqList R,int length){ int i; for(i=1;i+2*length-1<=n;i=i+2*length)Merge(R,i,i+length-1,i+2*length-1); //归并长度为length的两个相邻的子序列 if(i+length-1<n) //尚有一个子序列，其中后一个长度小于lengthMerge(R,i,i+length-1,n); //归并最后两个子序列 //注意：若i≤n且i+length-1≥n时，则剩余一个子序列轮空，无须归并}//========== 自底向上对R[1..n]做二路归并排序===============void MergeSort(SeqList R){ int length; for(length=1;length<n;length*=2) //做[lgn]趟排序MergePass(R,length); //有序长度≥n时终止}//==========输入顺序表========void input_int(SeqList R){ int i; printf("\n--请输入需要的数据个数:"); scanf("%d",&n); printf("\n--请输入 %d 个数据:\n",n); for(i=1;i<=n;i++)scanf("%d",&R[i].key);}//==========输出顺序表========void output_int(SeqList R){ int i;printf("---------------------------------\n"); for(i=1;i<=n;i++) printf("%d ",R[i].key);}//主菜单void menu(SeqList R){int choice = 0;printf("******** 简单排序 ****************\n"); printf("1:--直接插入排序\n"); printf("2:--冒泡排序\n"); printf("3:--快速排序\n"); printf("4:--直接选择排序\n"); printf("5:--堆排序\n"); printf("6:--归并排序\n"); printf("7:--退出\n"); printf("*********************************\n");printf("--请输入操作数:");scanf("%d",&choice); switch (choice){case 1: system("CLS"); InsertSort(R); printf("\n--直接插入排序结果如下:\n"); output_int(R); printf("\n\n--按任意键返回--\n");getchar();getchar();system("CLS");menu(R);//值为1，直接插入排序case 2: system("CLS"); BubbleSort(R);printf("\n--冒泡排序排序结果如下:\n"); output_int(R);printf("\n\n--按任意键返回--\n");getchar();getchar();system("CLS");menu(R); //值为2，冒泡法排序case 3: system("CLS"); QuickSort(R,1,n);printf("\n--快速排序结果如下:\n"); output_int(R);printf("\n\n--按任意键返回--\n");getchar();getchar();system("CLS");menu(R); //值为3，快速排序case 4: system("CLS"); SelectSort(R); printf("\n--直接选择排序结果如下:\n"); output_int(R);printf("\n\n--按任意键返回--\n");getchar();getchar();system("CLS");menu(R); //值为4，直接选择排序case 5: system("CLS"); HeapSort(R);printf("\n--堆排序结果如下:\n"); output_int(R);printf("\n\n--按任意键返回--\n");getchar();getchar();system("CLS");menu(R); //值为5，堆排序case 6: system("CLS"); MergeSort(R); printf("\n--归并排序结果如下:\n"); output_int(R);printf("\n\n--按任意键返回--\n");getchar();getchar();system("CLS");menu(R);//值为6，归并排序case 7: system("CLS");printf("\n--退出排序--\n");exit(0); //值为7，结束程序 }}//主函数#include "WW.h"void main(){ SeqList R; input_int(R);system("CLS");menu(R);}
