经典排序算法回顾

经典排序算法总结

参考：https://blog.csdn.net/kuaizi_sophia/article/details/87954222

冒泡排序

void bubbleSort(int a[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
		    // 当前轮是否发生过交换事件标志位，若未发生交换，则表明列表已有序。
		    bool isExchanged = false;
		    for (int j = 0; j < n - i - 1; ++j) {
			      if (a[j] > a[j + 1]) {
				        swap(a[j], a[j + 1]);
				        isExchanged = true;
			      }
		    }
		    if (!isExchanged) {
			      break;
		    }
	  }
}

选择排序

void selectSort(vector<int>& array){
    for (int i = 0; i < array.size(); i++){
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < array.size(); j++){
            if (array[minIndex] > array[j]){
                minIndex = j;
            }
        }
        if (minIndex != i){
            swap(array[i], array[minIndex]);
        }
    }
}

插入排序

void insertionSort(vector<int>& array) {
    // i 代表无序序列首元素（无序序列前为有序序列）
    int i = 1;
    while (i < array.size()) {
        int j = i - 1;
        int itermToInsert = array[i];
        while (j >= 0) {
            if (array[j] >= itermToInsert) {
                array[j + 1] = array[j];
                j--;
            } else {
                break;
            }
        }
        array[j + 1] = itermToInsert;
        i++;
    }
}

希尔排序

void shellSort(vector<int>& array){
    int n = array.size();
    for (int gap = n / 2; gap >= 1; gap /= 2){
        for (int i = gap; i < n; i++){
            // 使用插入排序算法，将元素依次插入所在小组的已排序列表中
            // 待插入元素
            int itermToInsert = array[i];
            int j = i - gap;
            while (j >= 0 && array[j] >= itermToInsert){
                array[j + gap] = array[j];
                j -= gap;
            }
            array[j + gap] = itermToInsert;
        }
    }
}

归并排序

// 合并两个区间并排序
void merge(int a[], int begin, int mid, int end) {
	int count = end - begin + 1;
	int* p = new int[count]();
	int i = begin, j = mid + 1, index = 0;
	while (i <= mid && j <= end) {
		p[index++] = a[i] <= a[j] ? a[i++] : a[j++];
	}
	while (j <= end) {
		p[index++] = a[j++];
	}
	while (i <= mid) {
		p[index++] = a[i++];
	}
	for (int i = 0; i < count; ++i) {
		a[begin++] = p[i];
	}
	delete[]p; 
}

// 归并排序（递归）
void mergeSort_Recursion(int a[], int begin, int end) {
	if (begin >= end) {
		return;
	}
	int mid = (begin + end) / 2;
	mergeSort_Recursion(a, begin, mid);
	mergeSort_Recursion(a, mid + 1, end);
	merge(a, begin, mid, end);
}

// 归并排序（迭代）
void mergeSort_Iteration(int a[], int begin, int end) {
	int count = end - begin + 1;
	int left;
	for (int step = 1; step < count; step *= 2) {
		left = begin;
		while (left + step < end) {
			int mid = left + step - 1;
			int right = (mid + step) <  end ? (mid + step) : end;
			merge(a, left, mid, right);
			left = right + 1;
		}
	}
}

快速排序

// 将区间按照基准切分为两个部分，左边的数均小于基准，右边的数均大于基准
int partition(int a[], int left, int right) {
	// 基准
	int pivot = a[right];
	int tail = left - 1;
	for (int i = left; i < right; ++i) {
		if (a[i] <= pivot) {
			swap(a[i], a[++tail]);
		}
	}
	swap(a[tail + 1], a[right]);
	return tail + 1;
}

// 快速排序（递归）
void quickSort(int a[], int left, int right) {
	if (left < right) {
		int pivot = partition(a, left, right);
		quickSort(a, left, pivot - 1);
		quickSort(a, pivot + 1, right);
	}
}

// 快速排序（尾递归）
void quickSort_tailRecursion(int a[], int left, int right) {
	while (left < right) {
		int pivot = partition(a, left, right);
		quickSort_tailRecursion(a, left, pivot - 1);
		left = pivot + 1;
	}
}

堆排序

// 建堆的单次操作，实现了把某一元素在建堆时正确归位
void heapify(int a[], int cur, int size) {
	int lChild = 2 * cur + 1;
	int rChild = 2 * cur + 2;
	int max = cur;
	if (lChild < size && a[max] < a[lChild]) {
		max = lChild;
	}
	if (rChild < size && a[max] < a[rChild]) {
		max = rChild;
	}
	if (cur != max) {
		swap(a[cur], a[max]);
		heapify(a, max, size);
	}
}

// 建堆（大顶堆）
void buildHeap(int a[], int n) {
	for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; --i) {
		heapify(a, i, n);
	}
}

// 堆排序函数
void heapSort(int a[], int left, int right) {
	int size = right - left + 1;
	buildHeap(a, size);
	while (size > 1) {
		swap(a[0], a[--size]);
		heapify(a, 0, size);
	}
}