七大排序

不废话，直接上代码，注释分明，思路清晰。

sortingmethod.h

#ifndef SORTINGMETHOD_H
#define SORTINGMETHOD_H#include <iostream>#define SORTTYPE intusing namespace std;/*** insert sort*/
/*direct insert sort*/
void direct_insert_sort( SORTTYPE *arr,int len);/*shell sort*/
void shell_sort(SORTTYPE *arr,int len);/*** select sort*/
/*simple select sort*/
void simple_select_sort( SORTTYPE *arr ,int len);/*heap sort*/
void heap_sort(SORTTYPE *arr,int len);
void adjust_max_heap(SORTTYPE *arr, int len,int i);
void build_max_heap(SORTTYPE *arr , int len);/*** exchange sort*/
/*bubble sort*/
void bubble_sort( SORTTYPE *arr ,int len);/*fast sort*/
void quick_sort(SORTTYPE *arr , int start, int end);/*** merge sort*/
void merge_merge_sort(SORTTYPE *arr , int first, int mid ,int last , SORTTYPE *temp);
void devide_merge_sort(SORTTYPE *arr , int first, int last , SORTTYPE *temp);
void merge_sort(SORTTYPE *arr, int len);/*show element*/
void show_element(SORTTYPE *arr , int len);#endif // SORTINGMETHOD_H

sortingmethod.cpp


#include "sortingmethod.h"/** All sorting is from min to max*//*** insert sort*/
/*direct insert sort*/
void direct_insert_sort( SORTTYPE *arr,int len){int temp ,i=0,j=0;              /*temp暂存arr[i]*/for(i = 1 ; i < len ; i++){/*对每一个arr[i]~arr[0]的数*/temp = arr[i];for(j=i ; j>0 ; j -- ) {/*当arr[j-1]比tem大时，向右移动一个位置*/if ( arr[j-1] > temp ){arr[j] = arr[j-1];}elsebreak;}/*此时j刚好为重复的那个数字*/arr[j] = temp;}//    for(i = 1; i<len ; i++){//        temp = arr[i];
//        for(j = i-1 ; j > -1 ; j--){//            if(arr[j]>temp){//                arr[j+1] = arr [j];
//            }
//            else
//                break;
//        }
//        arr[j+1] = temp;
//    }}/*shell sort*/
void shell_sort(SORTTYPE *arr,int len){/** 将待排序数组按照步长gap进行分组，然后将每组的元素利用直接插入排序的方法进行排序；* 每次将gap折半减小，循环上述操作；* 当gap=1时，利用直接插入，完成排序。*/int i=0,j=0,k=-1,temp=-1;int gap = len / 2;      /*初始化gap，一般时len的一半*/while( gap >= 1  ){for( i = gap ; i < len ; i+=gap ){k = i; temp = arr[k];for( j = i - gap ; (j >= 0)&&(arr[j] >temp); j -=gap ){arr[j+gap] = arr[j];k = j;}arr[k] = temp;}gap /=2;}}/*** select sort*/
/*simple select sort*/
void simple_select_sort( SORTTYPE *arr ,int len){/*简单选择排序的基本思想：比较+交换。从待排序序列中，找到关键字最小的元素；如果最小元素不是待排序序列的第一个元素，将其和第一个元素互换；从余下的 len - 1 个元素中，找出关键字最小的元素，重复(1)、(2)步，直到排序结束。因此简单选择排序也是通过两层循环实现。第一层循环：依次遍历序列中的每一个元素第二层循环：将遍历得到的当前元素依次与余下的元素进行比较，符合最小元素的条件，则交换。*/int i=0,j=0,k=0,min,tem;for(i=0; i < len ; i++ ){min = arr[i];/*下面这个循环找到本轮的最小值和下标*/for(j = i+1 ; j < len ; j++){if(arr[j] < min){min = arr[j];k = j;}}/*如果arr[i]>min则需要交换*/if(arr[i] > min){tem= arr[i];arr[i] = arr[k];arr[k] = tem;}}}/*heap sort*//*堆排序按照以下步骤完成：1.首先将序列构建称为大顶堆；（这样满足了大顶堆那条性质：位于根节点的元素一定是当前序列的最大值2.取出当前大顶堆的根节点，将其与序列末尾元素进行交换；（此时：序列末尾的元素为已排序的最大值；由于交换了元素，当前位于根节点的堆并不一定满足大顶堆的性质）3.对交换后的n-1个序列元素进行调整，使其满足大顶堆的性质；4.重复2.3步骤，直至堆中只有1个元素为止*//* 调整大顶堆 */
void adjust_max_heap(SORTTYPE *arr, int len,int i){/** arr:待调整序列* len: 序列长度* i:需要调整的结点*//*定义一个int值保存当前序列最大值的下标*/int largest = i; int left,right;/*执行循环操作任务：1.寻找最大值的下标；2.最大值与父节点交换*/while (1) {/*获得序列左右叶子节点的下标*/left = i*2+1; right = i*2+2;/*当左叶子节点的下标小于序列长度 并且 左叶子节点的值大于父节点时，将左叶子节点的下标赋值给largest*/if(left < len  && arr[left] > arr[largest]){largest = left;}else{largest = i;}/*当右叶子节点的下标小于序列长度 并且 右叶子节点的值大于父节点时，将右叶子节点的下标值赋值给largest*/if(right < len && arr[right] > arr[largest])largest = right;/*如果largest不等于i 说明当前的父节点不是最大值，需要交换值*/int temp;if(largest != i){temp = arr[i];arr[i] = arr[largest];arr[largest] = temp;i = largest;continue;}else{break;}}
}
/*建立大顶堆*/
void build_max_heap(SORTTYPE *arr , int len){for( int i = (len-1)/2; i>-1; i-- ){adjust_max_heap(arr,len,i);}
}/* 堆排序  heap_sort */
void heap_sort(SORTTYPE *arr,int len){/*先建立大顶堆，保证最大值位于根节点；并且父节点的值大于叶子结点*/build_max_heap(arr , len);/* i = 当前堆中序列的长度.初始化为序列的长度*/int i = len;/*执行循环：1. 每次取出堆顶元素置于序列的最后(len-1,len-2,len-3...)2. 调整堆，使其继续满足大顶堆的性质，注意实时修改堆中序列的长度*/int temp;while( i > 0){temp = arr[i-1];arr[i - 1] = arr[0];arr[0] = temp;/*堆中序列长度减1*/i-=1;/*调整大顶堆*/adjust_max_heap(arr , i , 0);}
}/*** exchange sort*/
/*bubble sort*/
void bubble_sort( SORTTYPE *arr ,int len){int temp;for(int i =0 ; i < len ; i++ ){for(int j = len-1; j>i ; j --){if (arr[j] < arr[j-1]){temp = arr[j]; arr[j] = arr[j-1]; arr[j-1] = temp;}}}}/*quick sort*/
void quick_sort(SORTTYPE *arr ,int start,int end){/*快速排序的基本思想：挖坑填数+分治法从序列当中选择一个基准数(pivot ,这里选择序列当中第一个数最为基准数)将序列当中的所有数依次遍历，比基准数大的位于其右侧，比基准数小的位于其左侧重复步骤1.2，直到所有子集当中只有一个元素为止。用伪代码描述如下：1．i =left; j = right; 将基准数挖出形成第一个坑a[i]。2．j--由后向前找比它小的数，找到后挖出此数填前一个坑a[i]中。3．i++由前向后找比它大的数，找到后也挖出此数填到前一个坑a[j]中。4．再重复执行2，3二步，直到i==j，将基准数填入a[i]中*/int i, j ,pivot;if (start <end){i = start;j = end;pivot = arr[start];}elsereturn;             /*注意这个地方容易忘*/while(i < j){/*从右开始向左寻找第一个小于pivot的值*/while(i < j && arr[j] >= pivot)j-=1;/*将小于pivot的值移到左边*/if(i < j){arr[i] = arr[j];i+=1;}/*从左开始向右寻找第一个大于pivot的值*/while (i < j && arr[i] <= pivot)i+=1;/*将大于pivot的值移到右边*/if(i<j){arr[j] = arr[i];j-=1;}}/*循环结束后，说明 i=j，此时左边的值全都小于pivot,右边的值全都大于pivot*/arr[i]=pivot;show_element(arr,14);/*pivot的位置移动正确，那么此时只需对左右两侧的序列调用此函数进一步排序即可*//*递归调用函数：依次对左侧序列：从0 ~ i-1//右侧序列：从i+1 ~ end*/quick_sort(arr,start,i-1);cout<<"left is all right"<<endl;quick_sort(arr,i+1,end);
}/*** merge sort*/
/**  merge_sort* 归并排序的函数*/
void merge_sort(SORTTYPE *arr,int len){/*归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法，该算法是采用分治法的一个典型的应用。它的基本操作是：将已有的子序列合并，达到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。归并排序要做两件事：分解----将序列每次折半拆分合并----将划分后的序列段两两排序合并因此，归并排序实际上就是两个操作，拆分+合并如何合并？arr[first...mid]为第一段，arr[mid+1...last]为第二段，并且两端已经有序，现在要将两端合成达到arr[first...last]并且也有序。(1)依次从第一段与第二段中取出元素比较，将较小的元素赋值给temp[](2)重复执行上一步，当某一段赋值结束，则将另一段剩下的元素赋值给temp[](3)此时将temp[]中的元素复制给arr[]，则得到的arr[first...last]有序如何分解？(1)采用递归的方法，首先将待排序列分成A,B两组；(2)重复对A、B序列分组；(3)直到分组后组内只有一个元素，此时认为组内所有元素有序，分组结束。*/SORTTYPE  temp[len];/*调用归并排序*/devide_merge_sort(arr, 0 , len-1 , temp);}
void merge_merge_sort(SORTTYPE *arr , int first, int mid , int last , int *temp){/*合并的函数----将序列arr[first...mid]与序列arr[mid+1...last]进行合并*/int i = first, j = mid +1 ,k = 0;/*当左右两边都有数时进行比较，取较小的数*/while(i <= mid && j <= last){if( arr[i] <= arr[j])temp[k++] = arr[i++];elsetemp[k++] = arr[j++];}/*如果左边序列还有数*/while(i <= mid)temp[k++] = arr[i++];/*如果右边序列还有数*/while(j <= last)temp[k++] = arr[j++];/*将temp当中该段有序元素赋值给L待排序列使之部分有序*/for(int x = 0; x < k ; x++)arr[first + x] = temp[x];}
/*这是分组的函数*/
void devide_merge_sort(SORTTYPE *arr , int first, int last , SORTTYPE *temp){int mid;if(first < last){mid = (first + last)/2;/*使左边序列有序*/devide_merge_sort(arr, first ,mid ,temp);/*使右边序列有序*/devide_merge_sort(arr, mid+1 , last ,temp);/*将两个有序序列合并*/merge_merge_sort(arr, first ,mid , last,temp);show_element(arr , 14);}
}/*show element*/
void show_element(SORTTYPE *arr , int len){for(int i = 0; i < len ; i++ ){SORTTYPE tem = arr[i];cout<<tem<<"   ";}cout<<'\n';
}

main.cpp

#include <iostream>#include "sortingmethod.h"using namespace std;int main()
{SORTTYPE arr[] = {8,1,13,7,3,12,4,6,2,14,5,9,11,10};int len = 14;show_element(arr, len);//    direct_insert_sort(arr,len);//    bubble_sort(arr , len);//    shell_sort(arr,len);//    simple_select_sort(arr,len);//    heap_sort(arr , len);//    quick_sort(arr,0,13);//    merge_sort(arr,len);cout<<"sort ending!"<<endl;show_element(arr, len);return 0;
}

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