排序算法汇总--冒泡,插入,归并,快速,堆,计数,基数,桶排序
2024-06-18 01:45:08
sort.cpp
#include "stdafx.h"
#include <stdlib.h>#define swap(x,y,t) t = x, x = y, y = t
/*****************************************************************************函 数 名 : BubbleSort功能描述 : 冒泡排序,每次将最小的数"冒"在最前面输入参数 : int *SortArray int ArrayLength 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void BubbleSort(int *SortArray, int ArrayLength)
{int i, j;int temp;for(i = 0; i != ArrayLength; i++){for(j = i+1; j != ArrayLength; j++){if(SortArray[i] > SortArray[j]){swap(SortArray[i], SortArray[j], temp); }}}
}/*****************************************************************************函 数 名 : InsertSort功能描述 : 插入排序,从后往前依次插入元素输入参数 : int *SortArray int ArrayLength 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void InsertSort(int SortArray[], int ArrayLength)
{int i, j;int key;for(j = 1; j != ArrayLength; j++){key = SortArray[j];i = j - 1;while(i != -1 && SortArray[i] > key){SortArray[i+1]= SortArray[i];i--;}SortArray[i+1] = key;}
}static void Merge(int SortArray[], int start, int middle, int end)
{int LeftLength = middle - start + 1;int RightLength = end - middle;// 创建临时数组保存已排序好的左右数组int *LeftArray = (int *)malloc(LeftLength * sizeof(int));for(int i = 0; i != LeftLength; ++i)LeftArray[i] = SortArray[start + i];int *RightArray = (int *)malloc(RightLength * sizeof(int));for(int i = 0; i != RightLength; ++i)RightArray[i] = SortArray[middle + i + 1];// 归并int i = 0;int j = 0;int k = start;while(i != LeftLength && j != RightLength){if(LeftArray[i] <= RightArray[j])SortArray[k++] = LeftArray[i++];elseSortArray[k++] = RightArray[j++];}while(i != LeftLength){SortArray[k++] = LeftArray[i++]; }while(j != RightLength){SortArray[k++] = RightArray[j++];}free(LeftArray);free(RightArray);
}/*****************************************************************************函 数 名 : MergeSort功能描述 : 归并排序,分别对左右两边进行排序,然后合并,需要申请新的空间输入参数 : int SortArray[] int start int end 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void MergeSort(int SortArray[], int start, int end)
{if (start < end){int middle = ( start + end ) / 2;MergeSort(SortArray, start, middle);MergeSort (SortArray, middle + 1, end);Merge(SortArray, start, middle, end);}
}/*****************************************************************************函 数 名 : Partition功能描述 : 将数组划分为2组,左边的都比中间元素小,右边的都比中间元素大输入参数 : int SortArray[] int start int end 输出参数 : 无返 回 值 : static调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
static int Partition(int SortArray[], int start, int end)
{int middleValue = SortArray[end];int middleIndex = start - 1;int exchange;for(int j = start; j != end; ++j){if (SortArray[j] <= middleValue){middleIndex++;swap(SortArray[middleIndex], SortArray[j], exchange);}}swap(SortArray[middleIndex+1], SortArray[end], exchange);return middleIndex+1;
}/*****************************************************************************函 数 名 : QuickSort功能描述 : 快速排序算法,和归并排序相比,快速排序不需要额外的空间输入参数 : int SortArray[] int start int end 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void QuickSort(int SortArray[], int start, int end)
{if(start < end){int middle = Partition(SortArray, start, end);QuickSort(SortArray, start, middle-1);QuickSort(SortArray, middle+1, end);}
}/*****************************************************************************函 数 名 : CountingSort功能描述 : 计数排序计数排序的基本思想是对每一个输入元素x,确定出不小于x的元素个数。只适用于正整数输入参数 : int SortArray[] :待排序的数组int SortedArray[]: 排序好的数组(输出参数)int ArrayLength :数组长度 int maxValue: 数组中元素的最大值 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void CountingSort(int SortArray[], int SortedArray[], int ArrayLength,int maxValue)
{int *CountArray = (int *)malloc((maxValue+1) * sizeof(int));// 初始化for(int i = 0; i != maxValue+1; ++i)CountArray[i] = 0;// 计数for(int i = 0; i != ArrayLength; ++i)CountArray[(SortArray[i])] += 1; // 等于的元素个数for(int i = 1; i != maxValue+1; ++i)CountArray[i] += CountArray[i-1]; // 小于或等于的个数// 重排/*从大到小,可保持稳定性,即具有相同值的元素在输出数组中的相对次序与他们在输入数组中的次序相同*/for(int i = ArrayLength-1; i != -1; --i){SortedArray[(CountArray[(SortArray[i])]) - 1] = SortArray[i]; // -1:下标从0开始CountArray[(SortArray[i])] -= 1;}free(CountArray);
}static void CountingSortForRadixSort(int SortArray[], int CmpArray[], int ArrayLength, int maxValue)
{int *CountArray = (int *)malloc((maxValue+1) * sizeof(int));int *SortedArray = (int *)malloc(ArrayLength * sizeof(int));for(int i = 0; i != maxValue+1; ++i)CountArray[i] = 0;for(int i = 0; i != ArrayLength; ++i)CountArray[(CmpArray[i])]++;for(int i = 1; i != maxValue+1; ++i)CountArray[i] += CountArray[i-1];for(int i = ArrayLength-1; i != -1; --i){SortedArray[(CountArray[CmpArray[i]])-1]= SortArray[i];CountArray[CmpArray[i]] -= 1;}for(int i = 0; i != ArrayLength; ++i)SortArray[i] = SortedArray[i];free(CountArray);free(SortedArray);}/*****************************************************************************函 数 名 : RadixSort功能描述 : 基数排序利用计数排序算法,对数组从低向高位排序输入参数 : int SortArray[] int ArrayLength 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void RadixSort(int SortArray[], int ArrayLength)
{int *RadixArray = (int *)malloc(ArrayLength * sizeof(int));int BaseNumber = 1;bool rsIsOk = false;while(false ==rsIsOk){rsIsOk = true;BaseNumber *= 10;for(int i = 0; i != ArrayLength; ++i){RadixArray[i] = SortArray[i] % BaseNumber;RadixArray[i] = RadixArray[i] / (BaseNumber / 10);if(RadixArray[i] > 0)rsIsOk = false;}if(true == rsIsOk)break;CountingSortForRadixSort(SortArray, RadixArray, ArrayLength, 9 );}free(RadixArray);
}/*****************************************************************************
堆: 可以视为一棵完全二叉树,树的每一层都是填满的,除了最后一层*****************************************************************************/
#define PARENT(x) ((x) >> 1) // 节点x的父节点下标号
#define LEFT(x) ((x) << 1) // 节点x的左子节点下标号
#define RIGHT(x) (((x) << 1) + 1) // 节点x的右子节点下标号static void MaxHeapify(int SortArray[], int heap_size, int parent)
{int temp;int left, right, largest;left = LEFT(parent+1) - 1;right = RIGHT(parent+1) -1;if(left < heap_size && SortArray[left] > SortArray[parent])largest = left;elselargest = parent;if(right < heap_size && SortArray[right] > SortArray[largest])largest = right;if(largest != parent){swap(SortArray[largest], SortArray[parent], temp);MaxHeapify(SortArray, heap_size, largest);}
}static void BuildMaxHeap(int SortArray[], int ArrayLength)
{int HeapSize = ArrayLength;for(int i = ArrayLength/2; i != -1; --i)MaxHeapify(SortArray,HeapSize,i);
}/*****************************************************************************函 数 名 : HeapSort功能描述 : 堆排序算法堆排序算法主要用于优先级队列输入参数 : int SortArray[] int ArrayLength 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月2日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void HeapSort(int SortArray[], int ArrayLength)
{int temp;int HeapSize = ArrayLength;BuildMaxHeap(SortArray, ArrayLength);for(int i = ArrayLength-1; i !=0; --i){swap(SortArray[0], SortArray[i], temp);HeapSize--;MaxHeapify(SortArray, HeapSize, 0);}
}/*****************************************************************************函 数 名 : GetHeapMaximum功能描述 : 获取最大堆中的最大值输入参数 : int *MaxHeapArray 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月2日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
int GetHeapMaximum(int *MaxHeapArray)
{return MaxHeapArray[0];
}/*****************************************************************************函 数 名 : ExtractHeapMaximum功能描述 : 去掉并返回队列中最大关键字元素输入参数 : int *MaxHeapArray int HeapSize 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月2日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
int ExtractHeapMaximum(int *MaxHeapArray, int HeapSize)
{if(0 == HeapSize) // 空堆返回0return 0; int maxValue = MaxHeapArray[0];// 重建堆MaxHeapArray[0] = MaxHeapArray[HeapSize-1];HeapSize--;MaxHeapify(MaxHeapArray, HeapSize, 0);return maxValue;
}/*****************************************************************************函 数 名 : IncreaseHeapKey功能描述 : 将KeyIndex的值增加到Key输入参数 : int *MaxHeapArray int KeyIndex int Key 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月2日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
bool IncreaseHeapKey(int *MaxHeapArray, int KeyIndex, int Key)
{int temp;if(Key < MaxHeapArray[KeyIndex])return false;while(KeyIndex != 0 && MaxHeapArray[PARENT(KeyIndex+1)]<<MaxHeapArray[KeyIndex]){swap(MaxHeapArray[PARENT(KeyIndex+1)],MaxHeapArray[KeyIndex], temp);KeyIndex = PARENT(KeyIndex+1);}if(0 == KeyIndex){swap(MaxHeapArray[0], MaxHeapArray[1], temp);}return false;
}/*****************************************************************************函 数 名 : MaxHeapInsert功能描述 : 向堆中插入元素KeyValue注意,插入元素后堆长度增加,需在调用该函数后增加输入参数 : int HeapArray[] int HeapSize int KeyValue 输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月2日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
int MaxHeapInsert(int HeapArray[], int HeapSize, int KeyValue)
{HeapArray[HeapSize] = 0;return IncreaseHeapKey(HeapArray, HeapSize, KeyValue);}
/*****************************************************************************函 数 名 : BucketSort功能描述 : 桶排序将数组中的元素划分到n个大小相同的区间(桶)内,然后对区间内的数使用插入排序,然后再将数组合并输入参数 : 无输出参数 : 无返 回 值 : 调用函数 : 被调函数 : 修改历史 :1.日 期 : 2012年9月1日作 者 : 风痕修改内容 : 新生成函数*****************************************************************************/
void BucketSort()
{}
sort.h
#ifndef _SORT_H
#define _SORT_H
void InsertSort(int *SortArray, int ArrayLength);
void BubbleSort(int *SortArray, int ArrayLength);
void MergeSort(int SortArray[], int start, int end);
void QuickSort(int SortArray[], int start, int end);
void CountingSort(int SortArray[], int SortedArray[], int ArrayLength,int maxValue);
void RadixSort(int SortArray[], int ArrayLength);
void HeapSort(int SortArray[], int ArrayLength);int GetHeapMaximum(int *MaxHeapArray);
int ExtractHeapMaximum(int *MaxHeapArray, int HeapSize);
bool IncreaseHeapKey(int *MaxHeapArray, int KeyIndex, int Key);
int MaxHeapInsert(int HeapArray[], int HeapSize, int KeyValue);#endif
sortTest.cpp
// SortTest.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//#include "stdafx.h"
#include <stdlib.h>
#include "sort.h"int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{int SortArray1[] = {0,0,9,8,7,6,5,4,3,1,2};int SortArray2[] = {8,9,3,4,5,0,0,6,7,9,8}; //MergeSort(SortArray1, 0, sizeof(SortArray1)/sizeof(int)-1);//MergeSort(SortArray2, 0, sizeof(SortArray2)/sizeof(int)-1);//QuickSort(SortArray1, 0, sizeof(SortArray1)/sizeof(int)-1);//QuickSort(SortArray2, 0, sizeof(SortArray2)/sizeof(int)-1);//int *SortedArray1 = (int *)malloc(sizeof(SortArray1)*sizeof(int));//int *SortedArray2 = (int *)malloc(sizeof(SortArray2)*sizeof(int));//CountingSort(SortArray1, SortedArray1, sizeof(SortArray1)/sizeof(int), 9);//CountingSort(SortArray2, SortedArray2, sizeof(SortArray2)/sizeof(int), 9);//RadixSort(SortArray1,sizeof(SortArray1)/sizeof(int));//RadixSort(SortArray2,sizeof(SortArray2)/sizeof(int));int SortArray3[] = {110,120,129,138,317,6,15,54,33,441,902};int SortArray4[] = {118,129,123,134,325,0,10,56,37,409,8}; //RadixSort(SortArray3,sizeof(SortArray3)/sizeof(int));//RadixSort(SortArray4,sizeof(SortArray4)/sizeof(int));HeapSort(SortArray1,sizeof(SortArray1)/sizeof(int));HeapSort(SortArray2,sizeof(SortArray2)/sizeof(int));HeapSort(SortArray3,sizeof(SortArray3)/sizeof(int));HeapSort(SortArray4,sizeof(SortArray4)/sizeof(int));return 0;
}
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