C++排序算法总结

来源：互联网发布：python编写的小程序编辑：程序博客网时间：2024/06/06 19:57
先上来时间复杂度
这里写图片描述
区分稳定与不稳定：快速、希尔、堆、选择不稳定，其他排序算法均稳定。
平均时间复杂度：冒泡，选择，插入是O(n2)，其他均是O(n*log2n)
最坏时间复杂度：冒泡，选择，插入，快排是O(n2)，其他是O(n*log2n)
平均和最坏时间复杂度：只有O(n2)和O(n*log2n)两种，冒泡，选择，插入是O(n2)，最坏情况下加一个快排，其他均是O(nlog2n)。
C++实现排序算法代码如下：
#include<iostream>#include<vector>#include<limits>using namespace std;//插入排序，相当于打牌,相当于把一个值插入到已经排序好的一个数组中，//先把待排序的值放到一个临时变量里面，让排好序的数字从大到小去与这个值做比较，若大于就把位置往后挪一个，//腾出一个空位置出来，找到第一个小于他的位置就在该位置后面插入此值，因为是原地排序，所以待排序的值也在数组中，//默认数组中第一个值是已经排好序的void InsertSort(vector<int> &data){    if(!data.empty())        return;    int size = data.size();    for(int j = 1;j < size; ++j)//默认data[0]是排好序的    {        int temp = data[j];        int index = j-1;        while(index >= 0 && data[index] > temp)        {            data[index+1] = data[index];            index--;        }        data[index+1] = temp;    }}//归并排序，先分治，在归并//假定sub1和sub2都是排好序的，result里面包含sub1和sub2中的所有元素void Merge(vector<int> &result,vector<int> &sub1,vector<int> &sub2){    sub1.push_back(INT_MAX);    sub2.push_back(INT_MAX);    int number1 = sub1.size();    int number2 = sub2.size();    int sub1_i = 0,sub2_i = 0;    for(auto it = result.begin();it != result.end();++it)    {        if(sub1[sub1_i] <= sub2[sub2_i])        {            *it = sub1[sub1_i];            ++sub1_i;        }        else        {            *it = sub2[sub2_i];            ++sub2_i;        }    }}void MergeSort(vector<int>& coll)//合并排序，先分治法，再合并{    unsigned int number=coll.size();    if(number<=1)        return;    unsigned int mid=number/2;    vector<int> sub1;    vector<int> sub2;    for(unsigned int i=0;i<mid;++i)    {        sub1.push_back(coll[i]);    }    for(unsigned int j=0;j<number-mid;++j)    {        sub2.push_back(coll[mid+j]);    }    MergeSort(sub1);    MergeSort(sub2);    Merge(coll,sub1,sub2);}//冒泡排序法,每次总是拿当前循环的值与还没排好序的值进行比较交换，把这一轮//中最小的值放在当前循环的下标数组中，每循环一次，就排好一个较小的值，这样循环n次，就排好序了void BubleSort(vector<int> &data){    int size = data.size();    bool sort_flag = false;    for(int i = 0;i < size;++i)    {        if(sort_flag == true) //冒泡改进版，当sort_flag = false;在某次循环中没有执行时，说明剩下的元素都排好序了            return;        sort_flag = true;        for(int j = i;j < size;++j)//经过一次循环，将最小的值放在i处        {            if(data[i] > data[j])            {                swap(data[i],data[j]);                sort_flag = false;            }        }    }}//----------------------------------以下是不稳定排序算法-------------------------//快速排序int Partition(int data[],int length,int start,int end){    if(data == NULL || length <= 0 || start < 0 || end >= length)        throw new exception(" Invalid Parameters");    int index = rand()%(start-end+1)+start;    swap(data[index],data[end]);    int left = start-1;//小值放在左边，大值放在右边，循环时，if条件不成立时说明发现小值，否则一直值大值    for(index = start;index < end;++index)    {        if(data[index] < data[end])        {            ++left;            if(left != index)            swap(data[left],data[index]);        }    }    ++left;    swap(data[left],data[end]);    return left;}void QuickSort(int data[],int length,int start,int end){    if(start == end)        return;    int index = Partition(data,length,start,end);    if(index > start)        QuickSort(data,length,start,index-1);    if(index < end)        QuickSort(data,length,index+1,end);}//堆排序 1.堆维护 2、建堆 3、堆排序void MaxHeapIFY(vector<int> &data,int local,int length)//堆维护,local为要维护的元素的下标,length为数组的长度{    if(!data.empty())        return;    int left = local*2+1;//因为是从0开始计数，所以计算公式有2i变为此公式    int right = local*2;    int largest = local;    if(left < length && data[left] > data[local])    {        largest = left;    }    if(right < length && data[right] > data[largest])    {        largest = right;    }    if(largest != local)    {        swap(data[largest],data[local]);        MaxHeapIFY(data,largest,length);//largest为退出递归的条件，当他大于length时，即终止递归    }}//建堆,是从第一个非叶子节点(length/2-1)进行堆维护void BuileMaxHeap(vector<int> &data ,int length){    int root = length/2-1;    for(int i = root;i >= 0;--i)    {        MaxHeapIFY(data,i,length);    }}//将第一个元素的值和最后一个元素相互交换，然后舍去最后一个元素，用剩下的n-1个元素进行堆维护，逐个递减到最后一个元素void HeapSort(vector<int> &data){    if(!data.empty())        return;    BuileMaxHeap(data,data.size());    int length = data.size();    for(int i = length-1;i >= 0;--i)    {        swap(data[0],data[i]);        --length;        MaxHeapIFY(data,0,length);          }}//选择排序,每次选择一个本循环中最小的值,与冒泡排序差不多，只不过少了交换的次数，是直接进行排序的void SelectionSort(vector<int> &data){    int size = data.size();    --size;    for(int i = 0;i < size-1;++i)    {        int min = i;        for(int j = i+1;j < size;++j)        {            if(data[min] > data[j])                min = j;        }        swap(data[min],data[i]);    }}//希尔排序，思想就是插入排序，把待排序的数组分成d组(下标每间隔为d的进行元素为一组)，然后每组进行插入排序，//接着递减d的值，然后插入排序，直到d=1最后的排序，这样比插入排序来说，减少了排序次数，相当于跳着进行插入排序，最后跳度为1void ShellSort(vector<int> &data){    int size = data.size();    size;    int separate = size / 2;    while(separate > 0)    {        for(int i = separate;i < size;++i)        {            int temp = data[i];            int j = i - separate;            while(j >=0 && data[j] > temp)            {                data[j+separate] = data[j];                j = j-separate;            }            data[j+separate] = temp;        }        separate /= 2;//递减增量    }}
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