八種排序算法模板

  1 #include<iostream>
  2 #include<cstdlib>
  3 #include<ctime>
  4 using namespace std;
  5 const int len = 20;//待排序數組元素的個數，下標從1開始   6 //一、冒泡排序
  7 void Bubble_sort(int s[],int len){
  8     bool flag;
  9     for(int i=1;i<len-1;++i){
 10         flag=false;
 11         for(int j=1;j<=len-i;++j)
 12             if(s[j]>s[j+1]){flag=true;swap(s[j],s[j+1]);}
 13         if(!flag)break;
 14     }
 15 }
 16 //二、選擇排序
 17 void Select_sort(int s[],int len){
 18     int k;
 19     for(int i=1;i<len;++i){
 20         k=i;
 21         for(int j=i+1;j<=len;++j)
 22             if(s[k]>s[j])k=j;
 23         if(k!=i)swap(s[i],s[k]);
 24     }
 25 }
 26 //三、插入排序
 27 void Insert_sort(int s[],int len){
 28     int tmp,j;
 29     for(int i=2;i<=len;++i){
 30         tmp=s[i];
 31         for(j=i-1;j>0&&tmp<s[j];--j);
 32         for(int k=i;k>j+1;--k)s[k]=s[k-1];
 33         s[j+1]=tmp;
 34     }
 35 }
 36 //四、快速排序
 37 int Quick_sort(int s[],int low,int high){
 38     int tmp=s[low];//首元素是樞軸
 39     while(low<high){//待排序序列長度大於1
 40         while(low<high&&tmp<=s[high])--high;//大於樞軸的元素依舊在右邊
 41         s[low]=s[high];//將小於樞軸的元素放左邊
 42         while(low<high&&tmp>=s[low])++low;//小於樞軸的元素依舊在左邊
 43         s[high]=s[low];//將大於樞軸的元素放右邊
 44     }
 45     s[low]=tmp;//樞軸記錄到位
 46     return low;//返回樞軸的位置，表示該位置已經排好序
 47 }
 48 void Qsort(int s[],int low,int high){
 49     if(low<high){
 50         int key=Quick_sort(s,low,high); // 第key個元素已經排好序，繼續兩邊搜索排序  51         Qsort(s,low,key-1);
 52         Qsort(s,key+1,high);
 53     }
 54 }
 55 //五、希爾排序(採用直接插入)
 56 void Shell_sort(int s[],int len){
 57     int tmp,j;
 58     for(int step=len/2;step>0;step/=2){//設置步長
 59         for(int i=step;i<=len;++i){
 60             tmp=s[i];
 61             for(j=i-step;j>0&&tmp<s[j];j-=step);
 62             for(int k=i;k>j+step;k-=step)s[k]=s[k-step];
 63             s[j+step]=tmp;
 64         }
 65     }
 66 }
 67 //六、歸併排序
 68 void Merge(int s[],int t[],int low,int mid,int high){
 69     int i=low,j=mid+1,k=low;
 70     while(i<=mid&&j<=high){
 71         if(s[i]<=s[j])t[k++]=s[i++];
 72         else t[k++]=s[j++];
 73     }
 74     while(i<=mid)t[k++]=s[i++];
 75     while(j<=high)t[k++]=s[j++];
 76     for(int i=low;i<=high;++i)s[i]=t[i];//將區間[low,high]拷貝到原來數組s對應的位置，表示該區間元素已排好序
 77 }
 78 void Merge_sort(int s[],int t[],int low,int high){
 79     if(low<high){
 80         int mid=(low+high)/2;
 81         Merge_sort(s,t,low,mid);//遞歸分紅左部分
 82         Merge_sort(s,t,mid+1,high);//遞歸分紅右部分
 83         Merge(s,t,low,mid,high);//將兩部分歸併
 84     }
 85 }
 86 //七、堆排序(大根堆實現升序排序)
 87 void Heap_Adjust(int s[],int cur,int len){
 88     int tmp=s[cur];//先取出當前元素cur
 89     for(int j=2*cur;j<=len;j*=2){//向下篩選
 90         if(j<len&&s[j]<s[j+1])++j;
 91         if(tmp>=s[j])break;
 92         s[cur]=s[j];cur=j;//將子節點j值賦給父節點cur（不用進行交換）
 93     }
 94     s[cur]=tmp;
 95 }
 96 void Heap_sort(int s[],int len){
 97     //一、構建大根堆
 98     for(int i=len/2;i>0;--i)Heap_Adjust(s,i,len);
 99     //2.調整堆結構+交換堆頂元素與末尾元素
100     for(int i=len;i>1;--i){
101         swap(s[i],s[1]);
102         Heap_Adjust(s,1,i-1);//將[1,i-1]從新調整爲大根堆
103     }
104 }
105 //八、基數排序
106 int Max_bit(int s[],int len){//獲取數組中最大值的位數 107     int dit=1,p=10;
108     for(int i=1;i<=len;++i)
109         while(s[i]>=p){++dit;p*=10;}
110     return dit;
111 }
112 void Radix_sort(int s[],int len){
113     int exp=1,dit=Max_bit(s,len),*cnt=new int[10],*tmp=new int[len+1];
114     for(int j=1;j<=dit;++j){
115         for(int i=0;i<10;++i)cnt[i]=0;
116         for(int i=1;i<=len;++i)cnt[s[i]/exp%10]++;
117         for(int i=1;i<10;++i)cnt[i]+=cnt[i-1];//疊加元素個數
118         for(int i=len;i>0;--i)tmp[cnt[s[i]/exp%10]--]=s[i];//將桶中元素倒出來
119         for(int i=1;i<=len;++i)s[i]=tmp[i];//將倒出來的元素依次放到原數組中去
120         exp*=10;
121     }
122     delete[]cnt;//釋放內存
123     delete[]tmp;
124 }
125 //打印數組元素值
126 void print(int s[],int len){
127     for(int i=1;i<=len;++i)
128         cout<<s[i]<<(i==len?"\n":" ");
129 }
130 int main(){
131     int *s=new int[len+1];
132     int *t=new int[len+1];//t爲輔助數組
133     srand((unsigned)time(NULL));
134     for(int i=1;i<=len;++i)s[i]=rand();
135     cout<<"排序前："<<endl;
136     print(s,len);//打印原數組
137     /*一、冒泡排序
138     Bubble_sort(s,len);*/
139     /*二、選擇排序
140     Select_sort(s,len);*/
141     /*三、插入排序
142     Insert_sort(s,len);*/
143     /*四、快速排序
144     Qsort(s,1,len);*/
145     /*五、希爾排序
146     Shell_sort(s,len);*/
147     /*六、歸併排序
148     Merge_sort(s,t,1,len);*/
149     /*七、堆排序
150     Heap_sort(s,len);*/
151     /*八、基數排序
152     Radix_sort(s,len);
153     cout<<"排序後："<<endl;*/
154     print(s,len);//打印排序後的數組元素
155 
156     delete[]s;//釋放內存
157     delete[]t;
158     return 0;
159 }