数据结构与算法分析10(排序-插入、冒泡、希尔、堆、归并)

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#define  Heap_LeftChild(i) (2*i+1)void sort_insert(int [],int);void sort_bulb(int [],int);void sort_Shell(int [],int);void sort_Heap(int [],int);//Delete操作进行排序void Heap_PrecDown(int [],int,int);//把当前数组的元素构成一个堆void sort_Merge(int [],int);//归并排序主体程序void Msort(int[],int [],int ,int );//递归调用Merge完成排序void Merge(int [],int [],int ,int ,int);//合并int main(){int a[]={2,558,4,468,7,6,9,1564,275,5,33,44,88,41,75,171,827,255,548,448};int N=sizeof(a)/sizeof(int);sort_insert(a,N);sort_bulb(a,N);sort_Shell(a,N);sort_Heap(a,N);sort_Merge(a,N);getchar();}void sort_insert(int Origin[],int N){int i,j,MAX=N,tmp;int *a;a=(int *) malloc(N*sizeof(int));memcpy(a,Origin,N*sizeof(int));for (i=1;i<MAX;i++){tmp=a[i];for(j=i;j>0&&tmp<a[j-1];j--)a[j]=a[j-1];a[j]=tmp;}printf("sort_insert\n");for(i=0;i<MAX;i++){if (i%5==0){printf("\n");}printf("%7d",a[i]);}}void sort_bulb(int Origin[],int N){int i,j,MAX=N,tmp;int *a=(int *) malloc(N*sizeof(int));memcpy(a,Origin,N*sizeof(int));for(i=0;i<MAX-1;i++)for(j=0;j<MAX-i-1;j++)if(a[j+1]<a[j]){tmp=a[j+1];a[j+1]=a[j];a[j]=tmp;}printf("\nsort_bulb\n");for(i=0;i<MAX;i++){if (i%5==0){printf("\n");}printf("%7d",a[i]);}}void sort_Shell(int Origin[],int N){int i,j,Increment,tmp;int *a=(int *) malloc(N*sizeof(int));memcpy(a,Origin,N*sizeof(int));for(Increment=N/2;Increment>0;Increment/=2)for(i=Increment;i<N;i+=1){tmp=a[i];for(j=i;j>=Increment&&tmp<a[j-Increment];j-=Increment)a[j]=a[j-Increment];//每次只换i-k*Increment位置的元素，而且如果tmp<a[j-Increment]不成立，默认不处理前面的元素a[j]=tmp;}printf("\nsort_Shell\n");for(i=0;i<N;i++){if (i%5==0){printf("\n");}printf("%7d",a[i]);}}//对于堆排序，堆的实现就是靠数组。所以，堆排序是对已经存在的数组里的所有元素用上滤或者下虑构成堆//然后，用同一个堆，进行一个Delete的操作，取出的数放在数组的被腾出来的位置，这样最后没有用额外的存储空间也实现了堆排序void sort_Heap(int Origin[],int N){int i,tmp;for (i=N/2;i>=0;i--)Heap_PrecDown(Origin,i,N);for (i=N-1;i>0;i--)//操作到i=1就可以{tmp=Origin[i];Origin[i]=Origin[0];Origin[0]=tmp;//相当于完成了一个Delete操作，至于互换元素后的堆构成，由下面的Heap_PrecDown完成Heap_PrecDown(Origin,0,i);}printf("\nsort_Heap\n");for(i=0;i<N;i++){if (i%5==0){printf("\n");}printf("%7d",Origin[i]);}}void Heap_PrecDown(int A[],int i,int N){int tmp,Child;for (tmp=A[i];Heap_LeftChild(i)<N;i=Child)//i的作用是仅对当前子树所在路径的所有元素进行堆操作。其他的子树，由调用程序中的i--完成{Child=Heap_LeftChild(i);if(Child!=N-1)//N-1是堆数组的最大坐标，有可能在满足i左儿子<N情况下 Child=N-1，即只有左儿子，就不需要两个儿子比大小。单独列出不写为&&是防止A[i+1]的乱访问if (A[Child]<A[Child+1])Child++;//找到元素值最大的儿子，这里和下面的tmp<A[Child]决定最后的输出是升序还是降序if (tmp<A[Child])A[i]=A[Child];elsebreak;}A[i]=tmp;}/************************************************************************//*                       归并排序                                        *//************************************************************************/void sort_Merge(int A[],int N){int *TmpArray;TmpArray=(int *)malloc(N*sizeof(int));if (TmpArray!=NULL){Msort(A,TmpArray,0,N-1);free(TmpArray);}printf("\nsort_Merge\n");for(int i=0;i<N;i++){if (i%5==0){printf("\n");}printf("%7d",A[i]);}}void Msort(int A[],int TmpArray[],int Left,int Right){int Center;if (Left<Right){Center=(Left+Right)/2;Msort(A,TmpArray,Left,Center);Msort(A,TmpArray,Center+1,Right);Merge(A,TmpArray,Left,Center+1,Right);}}void Merge(int A[],int TmpArray[],int Left,int R_Start,int R_End){int L_End=R_Start-1;int i,num=R_End-Left+1;int TmpL=Left,TmpR=R_Start;while (TmpL<=L_End&&TmpR<=R_End)if (A[TmpL]<A[TmpR])TmpArray[i++]=A[TmpL++];elseTmpArray[i++]=A[TmpR++];while (TmpL<=L_End)TmpArray[i++]=A[TmpL++];while (TmpR<=R_End)TmpArray[i++]=A[TmpR++];//这时候，TmpArray已经得到了排序后的数组，但是要移动到A中，因为TmpArray是一个临时分配的内存，需要释放//这里，看好怎么对A进行赋值：范围是从Left_S~R_End，所以这两个数要保持不变；方法是同时在同样的范围进行赋值，从R_End开始自减//是因为这个算法默认Left_S这个值已经被破坏。注意，因为是递归调用，赋值范围可能是数组中的一小段，所以i只做计数用，不能作为坐标for(i=0;i<num;i++,R_End--)A[R_End]=TmpArray[R_End];}