数据结构---排序(2)

三、交换排序

3.1冒泡排序

思路：冒泡排序，把数据看做气泡，扫描到轻气泡，使其向上“漂浮”。如此反复，直到有序。

步骤：1.外层循环，进行n-1趟排序。

        2.内层循环，使重气泡上浮。

描述：

设计：

using   System;
public class myBufferSort
{
    private int[] mat;
    public myBufferSort(int[] table)
    {
        mat = new int[table.Length]; table.CopyTo(mat, 0);    //  数组拷贝      
    }
    public void bufferSort()
    {
        for (int i = 0; i < mat.Length - 1; i++)    //  n-1趟排序后，使其有序            
            for (int j = 0; j < mat.Length - i - 1; j++)   //  扫描数据               
                if (mat[j] > mat[j + 1])   //  发现重气泡就使其下沉            
                    swap(j, j + 1);   //  交换数据                     
    }
    public void bufferSortCool()    //  改进行冒泡排序    
    {
        bool exchange = true;
        int index = 0, i = 0, j = 0;
        while (exchange && i < mat.Length - 1)
        {
            exchange = false; j = index;
            while (j < mat.Length - i - 1)
            {
                if (mat[j] > mat[j + 1])
                {
                    swap(j, j + 1);
                    exchange = true;
                }
                // j   ++   ;      
                if (!exchange && mat[j] < mat[j + 1])
                    index++;
                j++;
            } i++;
        }
    }
    public void swap(int i, int j)
    {
        int temp; temp = mat[i]; mat[i] = mat[j]; mat[j] = temp;
    }
    public void output()
    {
        for (int i = 0; i < mat.Length; i++)
            Console.Write(mat[i] + ""); Console.WriteLine();
    }
    public static void Main()
    {
        Random rom = new Random();
        int[] table = new int[10];
        for (int i = 0; i < table.Length; i++)
            table[i] = rom.Next(1, 99);     //  生成随数放入数组。      
        myBufferSort mbs = new myBufferSort(table); mbs.output();
        //  mbs.bufferSort();     
        mbs.bufferSortCool();
        mbs.output();
    }
}
   

     此排序还可以改进，若在某一趟中未发现气泡位置的交换，则说明待排序的无序区中所有气泡均匀满足轻者在上，重者下的原则，
因此，排序已经终止。为此，引入一个布尔变量exchange，来控制循环条件。bufferSortCool()就是改进版。

    2012.01.15 今天在温习排序的时候发现代码中的一个小bug，冒泡排序的改进版中，如果数组当前是有序的，那么将报错，数组超出下标。其实这个问题很小，

只是j++的位置出现了问题，在mat[j]<mat[j+1]mat[j]<mat[j+1]之前进行了j++操作，导致下标出现越界问题。但是反映的问题确不小，因为在无序的情况下，这段代码是没有任何问题的。有2点总结，1是在学习算法时，自己理解并不是非常透彻。2是在做测试时没有做到条件覆盖。引此为戒！

 

3.2快速排序

快速排序是排序中算法比较麻烦的，自己到现在还没能完全掌握。

它采用分治策略，所谓分治，就是将原问题分解为若干个规模更小但结构与原问题相似的子问题，递归地解决这些子问题，然后将子问题的解组合为原问题的解。

思路：在待排序列中任意选择一个值作为基准值，由序列的两端交替比较、交换，使得所有基准值小的元素处于序列的左端，比基准值大的数据处于右端，这样就划分为两个子序，再对两个子序列分别进行同样的操作，知道子序列的长度为一时，排序完成。

步骤：划分算法--1.设置两个指针i和j，他们的初值分别为区间下界和上界;选取无序区的第一个记录mat[i]作为基准值，并将它保存到比变量pivot中。

                      2.令j自high起向左扫描，找到第一个关键字小于pivot的记录，将mat[j]移至i所指的位置上。然后令i指针自i+1开始向右扫描，直至
                         找到第一个关键字大于pivot的记录，将mat[i]移至j所指的位置上。重复执行，使两端向中间靠拢，直至i=j时，i便是pivot最终的
                         位置，也就完成了一次划分。

描述：

设计：

using   System;
public class myQuickSort
{
    private int[] mat;
    public myQuickSort(int[] table)
    {
        mat = new int[table.Length]; table.CopyTo(mat, 0);       //  数组拷贝      
    }
    public void quickSort(int low, int high)   //  快排       
    {
        int pivotpos;   //  划分后的基准记录的位置              
        if (low < high)
        {
            pivotpos = partition(low, high);   //  对low,high划分  
            quickSort(low, pivotpos - 1);    //  对做区间递归排序             
            quickSort(pivotpos + 1, high);    //  对右区间递归排序           
        }
    }
    public int partition(int i, int j)   //  对mat[low..high]做划分   
    {
        int pivot = mat[i];   //  用区间的第一个记录作为基准值           
        while (i < j)    //  从区间两端交替向中间扫描，直至i=j          
        {
            while (pivot < mat[j] && i < j)   //  从右向左，扫描到第一个关键字小于pivot的记录      
                j--; if (i < j)   //  交换mat[i]和mat[j],指针i加1                
                mat[i++] = mat[j]; while (pivot > mat[i] && i < j)  //  从左向右，扫描到第一个关键字大雨pivot的记录  
                i++; if (i < j)   //  交换mat[j]和mat[i]，指针j加1        
                mat[j--] = mat[i];
        } mat[i] = pivot;   //  基准记录已被最后定位     
        return i;
    }
    public void output()
    {
        for (int i = 0; i < mat.Length; i++)
            Console.Write(mat[i] + ""); Console.WriteLine();
    }
    public static void Main()
    {
        Random rom = new Random(); int[] table = new int[10];
        for (int i = 0; i < table.Length; i++) table[i] = rom.Next(1, 99);     //  生成随数放入数组。
        myQuickSort mqs = new myQuickSort(table); mqs.output(); mqs.quickSort(0, table.Length - 1);
        mqs.output();
    }
}