九种排序具体实现代码

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直接插入排序

void InsertSort(int r[])
{
    int n = sizeof(r) / sizeof(r[0]);
    for(int i = 1; i < n; ++i)
    {
        for(int j = i - 1; j >= 0; --j)
        {           
            if(r[j+1] < r[j])
            {
                int s = r[j+1];
                r[j+1] = r[j];
                r[j] = s;
            }
        }
    }
}

折半插入排序

void BinInsertSort(int r[])
{
    int n = sizeof(r) / sizeof(r[0]);
    for(int i = 1; i < n; ++i)
    {
        int s = r[i];
        int low = 0;
        int high = i - 1;
        
        while(low <= high)
        {
            int mid = (low + high) / 2;  //mid位置为要找的数
            if(s < r[mid])
                high = mid - 1;
            else
                low = mid + 1;
        }
        
        for(int j = i - 1; j >= high + 1; --j)  //high+1即mid，执行数的后移，直到mid的数后移
            r[j+1] = r[j];
        
        r[high+1] = s;  //mid位置就存放本身
    }
}

希尔排序

void ShellSort(int r[])
{
    int n = sizeof(r) / sizeof(r[0]);
    int step = n / 2;
    
    while(step >= 1)
    {
        for(int i = step; i < n; ++i)
        {
            for(int j = i - step; j >= 0; j -= step)
            {                
                if(r[j+step] < r[j])
                {
                    int s = r[j+step];
                    r[j+step] = r[j];
                    r[j] = s;
                }
            }
        }
        step /= 2;
    }
}

直接选择排序

void SelectSort(int r[])
{
    int n = sizeof(r) / sizeof(r[0]);
    for(int i = 0; i < n - 1; ++i)
    {
        int samll = i;
        for(int j = i + 1; j < n; ++j)
        {
            if(r[small] > r[j])
                samll = j;
        }
        if(small != i)
        {
            int s = r[i];
            r[i] = r[small];
            r[small] = s;
        }
    }
}

堆排序

void HeapAdjust(int r[]; int i; int j)  //调整堆
{
    int child = 2 * i;
    int s = r[i];  //s临时存放结点数据
    while(child <= j)
    {
        if(child < j && r[child+1] > r[child])  //比较2个子树
            ++child;
        if(s >= r[child])  //结点与大子树比较
            break;
        r[child/2] = r[child];  //如果大子树比结点大，互换
        child = 2 * child;  //继续向子树检索
    }
    r[child/2] = s;  //结点的数为最大的数
}

void HeapSort(int r[])  //建堆
{
    int n = sizeof(r) / sizeof(r[0]);
    for(int i = n / 2 - 1; i >= 0; --i)  //只有n/2-1前的下标才有子树
    {
        HeapAdjust(r, i, n - 1);  //构造大顶堆，结点都比子树大，最后根节点为最大的数
    }
    for(int i = n - 1; i > 0; --i)
    {
        //将当前堆顶元素与当前堆尾元素互换，即将最大的数移到末尾
        int s = r[0];
        r[0] = r[i];
        r[i] = s;
        HeapAdjust(r, 0, i -1);  //将剩下的元素继续调整，最后变成由小到大的顺序
    }
}

冒泡排序

void BubbleSort(int r[])
{
    int n = sizeof(r) / sizeof(r[0]);
    for(int i = 0; i < n - 1; ++i)
    {
        for(int j = 0; j < n - 1 - i; ++j)
        {
            if(r[j] > r[j+1])
            {
                int s = r[j];
                r[j] = r[j+1];
                r[j+1] = s;
            }
        }
    }
}

快速排序

int Partition(int r[], int low, int high)
{
    int pivotkey = r[low];
    int i = low;
    int j = high;
    
    while(i < j)
    {
        while(i < j && r[j] > pivotkey)  //从j往前找，找出第一个比pivotkey小的数
            --j;
        if(i < j)
        {
            r[i] = r[j];
            ++i;
        }
        
        while(i < j && r[i] < pivotkey)  //从i往后找，找出第一个比pivotkey大的数
            ++i;
        if(i < j)
        {
            r[j] = r[i];
            --j;
        }
    }
    r[j] = pivotkey;  //完成最终交换
    return j;  //返回分界点，前面的数都比pivotkey小，后面的数都比pivokey大
}

void QuickSort(int r[], int low, int high) // 传数组、0和长度-1
{
    if(low < high)
    {
        int pivot = Partition(r, low, high);
        QuickSort(r, low, pivot - 1);  //递归，前半部分继续进行快速排序
        QuickSort(r, pivot + 1; high);  //递归，后半部分继续进行快速排序
    }
}

归并排序

void copyArray(int source[], int dest[], int len, int first)
{
    int i;
    int j = first;
    for(i = 0; i < len; ++i)
    {
        dest[j] = source[i];
        ++j;
    }
}

void merge(int a[], int left, int right)
{
    int begin1 = left;
    int mid = (left + right) / 2;
    int begin2 = mid + 1;
    int newArrayLen = right - left + 1;
    int *b = (int*)malloc(newArrayLen * sizeof(int));
    int k = 0;
    
    while(begin1 <= mid && begin2 <= right)  //找出2组中比较后小的那个数按顺序放进b空间
    {
        if(a[begin1] <= a[begin2])
            b[k++] = a[begin1++];
        else
            b[k++] = a[begin2++];
    }
    
    //把剩下的数放进b空间
    while(begin1 <= mid)
        b[k++] = a[begin1++];
    while(begin2 <= right)
        b[k++] = a[begin2++];
    
    copyArray(b, a, newArrayLen, left);  //把b空间的数写回原数组
    free(b);
}

void  MergeSort(int r[], int left, int right)  //传数组、0和长度-1
{
    int i;
    //至少有两个元素才进行排序
    if(left < right)
    {
        i = (left + right) / 2;
        MergeSort(r, left, i);  //前半部分递归
        MergeSort(r, i + 1, right); //后半部分递归        
        merge(r, left, right);  //10个数的比较顺序为[0,1][0,2][3,4][0,4][5,6][5,7][8,9][5,9][0,9]
    }
}

桶排序

void insert(list<int> &bucket, int val)
{
    auto iter = bucket.begin();
    while(iter != bucket.end() && val >= *iter)
        ++iter;
    //insert会在iter之前插入数据，这样可以稳定排序
    bucket.insert(iter, val);
}

void BuckdeSort(vector<int> &arr)
{
    int len = arr.size();
    if(len <= 1)
        return;
    int min = arr[0], max = min;
    for(int i = 1; i < len; ++i)  //找出最小值和最大值
    {
        if(min > arr[i])
            min = arr[i];
        if(max < arr[i])
            max = arr[i];
    }
    
    int k = 10;  //桶的大小
    
    //向上取整，例如[0,9]有10个数，就有(9-0)/k+1=1个桶
    int bucketsNum = (max - min) / k + 1;  //桶的个数
    
    vector<list<int>> buckets(bucketsNum);
    for(int i = 0; i < len; ++i)
    {
        int  value = arr[i];
        //(value-min)/k就是在哪个桶里面
        insert(buckets[(value-min)/k], value);  //将数据放到各个桶里并排序
    }
    
    int index = 0;
    for(int i = 0; i < bucketsNum; ++i)
    {
        if(buckets[i].size())
        {
            for(auto &value : buckets[i])
                arr[index++] = value;
        }
    }
}

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