《数据结构》直接插入、简单选择、冒泡和快速排序

 

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/* <PRE>
/* 版权所有    : -
/* 模块名      : 排序
/* 文件名      : sort.cpp
/* 功能描述    : 排序方法的实现
/* 作者        : <xxx>
/* 版本        : 1.0
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 备注        : -
/* -----------------------------------------------------------------------------
/* 修改记录    :
/* 日 期        版本     修改人        修改内容
/* 2011/01/01   1.0      <xxx>         创建
/* </PRE>
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/*
/*   1. 排序方法分类 (稳定的排序用'Y'表示，不稳定的排序用'N'表示)   
/*
/*   插入排序：直接插入排序(Y)、希尔排序
/*   交换排序：冒泡排序(Y)、快速排序(N)
/*   选择排序：直接选择排序(N)、堆排序(N)
/*   归并排序：二路归并排序(Y)
/*
/*==============================================================================
/*
/*   2. 排序方法的特点
/* 
/*   快速排序：适合对无序记录排序，平均性能最好，时间复杂度为O(nlogn)
/*   直插排序：从待排序列中依次取出元素与已排子序列比较，找出在已排子序列中的位置。元素有序时比较次数最少。
/*   冒泡排序：每一趟把最大元素置后
/*   选择排序：从待排序列中选出最小的元素，放在已排子序列的末端。能在排序完成前能输出前几个最小的元素
/*   堆排序：类似于选择排序，是完全二叉树的一种应用。一趟排序后最后一个元素或最大或最小
/*   直接插入排序和冒泡排序：元素逐个比较，时间复杂度为O(n^2)
/*
*******************************************************************************/
#include <stdio.h>


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/* 数据类型和常量定义
/******************************************************************************/
#define LQ(a, b) ((a) <= (b))


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/* 函数原型声明
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void InsertSort(int x[], int n); //直接插入排序
void BubbleSort(int x[], int n); //冒泡排序
void QuickSort(int x[], int low, int high); //快速排序
void SelectSort(int x[], int n); //简单选择排序


/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : InsertSort
/* 功能     : 直接插入排序
/* 参数     : int x[],   待排序列
/*            int n,     序列中元素个数
/* 返回值   : -
/* 备注     : -
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void InsertSort(int x[], int n)
{
    int sentinel = 0; /* sentinel: 哨兵 */
    int i, j, k;
    for(i = 1; i < n; i++) /* 序列中的第一个元素可以看成一个有序表 */
    {
        if(LQ(x[i], x[i - 1]))
        {
            sentinel=x[i]; /* 复制为哨兵 */
            for(j = i - 1; j >= 0 && LQ(sentinel, x[j]); --j)
                x[j + 1] = x[j]; /* 记录后移 */
            x[j + 1] = sentinel; /* 插入到正确位置 */
        }
        printf("第 %d 趟排序后的结果: ", i); /*输出每一趟排序的结果*/
        for(k = 0; k < n; k++)
            printf("%d ", x[k]);
        printf("\n");
    }
}


/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : BubbleSort
/* 功能     : 冒泡排序
/* 参数     : int x[],   待排序列
/*            int n,     序列中元素个数
/* 返回值   : -
/* 备注     : 一种交换排序
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void BubbleSort(int x[], int n)
{
    int temp, exchange;
    int i, j, k;
    for(i=n-1; i>0; i--)  //最多做n-1趟排序
    {
        exchange=0; //本趟排序开始前, 交换标志应为假
        for(j=0; j<i; j++)
        {
            if(LQ(x[j+1], x[j]))
            {
                temp=x[j+1];
                x[j+1]=x[j];
                x[j]=temp;
                exchange=1;
            }
        }
        if(!exchange) //本趟排序未发生交换，提前终止算法
            break;
        printf("第 %d 趟排序后的结果: ", n-i); /*输出每一趟排序的结果*/
        for(k=0; k<n; k++)
            printf("%d ", x[k]);
        printf("\n");
    }
}


/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : QuickSort
/* 功能     : 快速排序
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 一种交换排序
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
int Partition(int x[], int low, int high)
{
    int sentinel = x[low];
    int pivotkey = x[low];
    while(low < high)
    {
        while(low<high && LQ(pivotkey, x[high])) --high;
        x[low] = x[high];
        while(low<high && LQ(x[low], pivotkey)) ++low;
        x[high] = x[low];
    }
    x[low]=sentinel;
    return low;
}

void QuickSort(int x[], int low, int high)
{
    int pivotloc, k;
    if(low < high)
    {
        pivotloc=Partition(x, low, high);
        printf("排序过程: "); /*输出每一趟排序的结果*/
        for(k=0; k<8; k++)
            printf("%d ", x[k]);
        printf("\n");
        QuickSort(x, low, pivotloc-1);
        QuickSort(x, pivotloc+1, high);
    }
}


/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : SelectSort
/* 功能     : 简单选择排序
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : 一种选择排序
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
int SelectMinKey(int x[], int low, int high)
{
    int temp = x[low], pos=low;
    while(low <= high)
    {
        if(LQ(x[low], temp))
        {
            temp = x[low];
            pos = low;
        }
        low++;
    }
    return pos;
}

void SelectSort(int x[], int n)
{
    int i, j, k, temp;
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        j = SelectMinKey(x, i, n-1);
        if(i!=j)
        {
            temp=x[i];
            x[i]=x[j];
            x[j]=temp;
        }
        printf("第 %d 趟排序后的结果: ", i+1); /*输出每一趟排序的结果*/
        for(k=0; k<n; k++)
            printf("%d ", x[k]);
        printf("\n");
    }
}


/*******************************************************************************
/* <FUNC>
/* 函数名   : main
/* 功能     : 测试函数
/* 参数     : -
/* 返回值   : -
/* 备注     : -
/* 作者     : <xxx>
/* </FUNC>
*******************************************************************************/
void main()
{
    int x[10] = {10, 35, 19, 23, 17, 18, -1, 3, 12, 5}, i;
    printf("\n直接插入排序序列: ");
    for(i=0; i<10; i++)
            printf("%d ", x[i]);
    printf("\n\n");
    InsertSort(x, 10);
    printf("\n\n");
    
    int y[10] = {88, 29, 48, 37, 16, 5, 14, 32, -2, 11};
    printf("冒泡排序序列: ");
    for(i=0; i<10; i++)
        printf("%d ", y[i]);
    printf("\n\n");
    BubbleSort(y, 10);
    printf("\n\n");
    
    int z[8] = {49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 49};
    printf("快速排序序列: ");
    for(i=0; i<8; i++)
        printf("%d ", z[i]);
    printf("\n\n");
    QuickSort(z, 0, 7);
    printf("\n\n");
    
    int m[10] = {19, 45, 0, 17, 16, 8, 24, 14, 3, 11};
    printf("简单选择排序序列: ");
    for(i=0; i<10; i++)
        printf("%d ", m[i]);
    printf("\n\n");
    SelectSort(m, 10);
    printf("\n");
}

 

输出结果：

 

【参考】

•  一个有趣的排序动画