常见排序

http://c.chinaitlab.com/special/cpxsf/index.html

1. 插入排序（Insertion Sort） 

 算法的复杂度也是简单的，排序第一个需要1的复杂度，排序第二个需要2的复杂度，因此整个的复杂度就是

    1 + 2 + 3 + …… + N = O（N ^ 2）的复杂度。

// 插入排序
void InsertSort(int array[], int length)
{
　　　 int i, j, key;

　　　 for (i = 1; i < length; i++)
　　　 {
　　　　　　　 key = array[i];
　　　　　　　 // 把i之前大于array[i]的数据向后移动
　　　　　　　 for (j = i - 1; j >= 0 && array[j] > key; j--)
　　　　　　　 {
　　　　　　　　　　　 array[j + 1] = array[j];
　　　　　　　 }
　　　　　　　 // 在合适位置安放当前元素
　　　　　　　 array[j + 1] = key;
　　　 }
}

 

 

 

static void InsertSort(int[] array, int length)
        {
            for (int i = 1; i < length; i++)
            {
                int temp = array[i];
                int tempIndex = i;

                for (int j = i - 1; j >= 0 && array[j] > temp; j--)
                {

                    array[j + 1] = array[j];
                    tempIndex = j;
                }
                array[tempIndex] = temp;
            }
        }

 

2. 冒泡排序 （bubble sort）

 

将被排序的记录数组R[1..n]垂直排列，每个记录R[i]看作是重量为R[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则，从下往上扫描数组R：凡扫描到违反本原则的轻气泡，就使其向上"飘浮"。如此反复进行，直到最后任何两个气泡都是轻者在上，重者在下为止。
（1）初始
　    R[1..n]为无序区。

（2）第一趟扫描
　   
从无序区底部向上依次比较相邻的两个气泡的重量，若发现轻者在下、重者在上，则交换二者的位置。即依次比较(R[n]，R[n-1])，(R[n-1]，R[n-2])，…，(R[2]，R[1])；对于每对气泡(R[j+1]，R[j])，若R[j+1].key<R[j].key，则交换R[j+1]和R[j]的内容。
   
　第一趟扫描完毕时，"最轻"的气泡就飘浮到该区间的顶部，即关键字最小的记录被放在最高位置R[1]上。

（3）第二趟扫描
　   
扫描R[2..n]。扫描完毕时，"次轻"的气泡飘浮到R[2]的位置上……
    　最后，经过n-1 趟扫描可得到有序区R[1..n]
  注意：
　   
第i趟扫描时，R[1..i-1]和R[i..n]分别为当前的有序区和无序区。扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部。扫描完毕时，该区中最轻气泡飘浮到顶部位置R[i]上，结果是R[1..i]变为新的有序区。

 

 static void Main(string[] args)
        {
            int[] array = { 23, 45, 16, 7, 42 };
            int length = array.Length - 1;
            bool isExchanged = false;

            for (int i = 0; i < length; i++)
            {
                isExchanged = false;

                for (int j = length; j > i; j--)
                {
                    if (array[j] > array[j - 1])
                    {
                        int temp = array[j];
                        array[j] = array[j - 1];
                        array[j - 1] = temp;
                        isExchanged = true;
                    }
                }

                if (!isExchanged)//一遍比较过后如果没有进行交换则退出循环 
                {
                    break;
                }
            }

            foreach (int i in array)
            {
                Console.WriteLine(i);
            } Console.Read();
        }

 3.快速排序 （Quick Sort) 

 

 private static void Sort(int[] numbers, int left, int right)
        { 
            //左边索引小于右边，则还未排序完成 　
            if (left < right) 　
            { 　　//取中间的元素作为比较基准，小于他的往左边移，大于他的往右边移 　　
                int middle = numbers[(left + right) / 2];
                //int i = left - 1;
                //int j = right + 1;
                int i = left;
                int j = right;

                while (true)
                {
                    while (i < right && numbers[i] < middle)
                    {
                        i++;
                    };

                    while (j > 0 && numbers[j] > middle  )
                    {
                        j--;
                    };

                    if (i >= j)
                    {
                        break;
                    }

                    Swap(numbers, i, j);
                }

                Sort(numbers, left, i - 1);
                Sort(numbers, j + 1, right);
            }
        } 　
　
        /// <summary> 　　
        /// 交换元素值 　
        /// </summary> 　　
        /// <param name="numbers">；数组</param> 　　
        /// <param name="i">；当前左边索引</param> 　　
        /// <param name="j">；当前右边索引</param> 　
        /// 
        private static void Swap(int[] numbers, int i, int j)
        {
            int number = numbers[i];
            numbers[i] = numbers[j];
            numbers[j] = number;
        }
    }

 4. 直接选择排序 (Straight Selection Sort)

 

 private static void QuitSort(int[] numbers, int length)
        {
            for (int i = 0; i < length - 1; i++)
            {
                int temp = i;

                for (int j = i + 1; j < length; j++)
                {
                    if (numbers[j] < numbers[temp])
                    {
                        temp = j;
                    }
                }

                if (temp != i)
                {
                    Swap(numbers, i, temp);
                }
            }
        }

 

5. 堆排序 (Heap Sort)

 1）。用迭代实现堆排序

   /// <summary>
        /// 建立最大堆
        /// </summary>
        /// <param name="arr"></param>
        /// <param name="i"></param>
        /// <param name="length"></param>
        static void HeapAdjust(int[] arr, int i, int length)
        {
            int child = 2 * i + 1;   //左节点 　　
            int temp = arr[i];
            //中间变量保存当前根节点 　

            while (child < length)
            {
                //如果有右节点，判断是否大于左节点 　
                if (child < length - 1 && arr[child] < arr[child + 1])
                    child++; 　　//双亲节点大于子节点 
　　
                if (temp >= arr[child])
                    break; //不需调整，结束调整 　
　
                arr[i] = arr[child]; //双亲结点值设置为大的子节点值,将节点子付给父节点。 　
                i = child;
                child = 2 * i + 1;//如果这个节点本身还有子节点，继续往下调整。类似于递归的原理。
            }

            arr[i] = temp; //找到最后一个交换点，赋值。如果没有交换，付给开始的父节点。否则，赋值给最后一个进行交换的子节点。
        }

        public static void Heap(int[] arr)
        {
            //第一次创建大堆 　　
            for (int i = arr.Length / 2 - 1; i >= 0; i--)
            {
                //从后面的subtree开始保证每个tree都是堆
                HeapAdjust(arr, i, arr.Length);
            }

            //元素位置调换 　
            for (int i = arr.Length - 1; i > 0; i--)
            {
                //堆顶与当前堆的最后一个堆元素交换位置，把最大的值放到最后。 　　
                int tmp = arr[0];
                arr[0] = arr[i];
                arr[i] = tmp;              

                //将剩下的无序堆部分重新建堆处理 　
                HeapAdjust(arr, 0, i);

                foreach (int v in arr)
                {
                    Console.Write(v.ToString() + " ");
                }

                Console.WriteLine("");
            }
        }

2）.利用递归实现堆排序

 

  /// <summary>
        /// 建立最大堆
        /// </summary>
        /// <param name="arr"></param>
        /// <param name="i"></param>
        /// <param name="length"></param>
        static void HeapAdjust(int[] arr, int i, int length)
        {
            if (2 * i + 1 < length)
            {
                int child = 2 * i + 1;   //左节点 　

                int temp = arr[i];

                if (child < length - 1 && arr[child] < arr[child + 1])
                    child++; 　　//双亲节点大于子节点 

                if (temp >= arr[child])
                    return;//不需调整，结束调整 　

                arr[i] = arr[child]; //双亲结点值设置为大的子节点值,将节点子付给父节点。 　
                i = child;

                HeapAdjust(arr, 2 * child + 1, length);

                arr[i] = temp;

            }

            //找到最后一个交换点，赋值。如果没有交换，付给开始的父节点。否则，赋值给最后一个进行交换的子节点。
        }

        public static void Heap(int[] arr)
        {
            //第一次创建大堆 　　
            for (int i = arr.Length / 2 - 1; i >= 0; i--)
            {
                //从后面的subtree开始保证每个tree都是堆
                HeapAdjust(arr, i, arr.Length);
            }

            //元素位置调换 　
            for (int i = arr.Length - 1; i > 0; i--)
            {
                //堆顶与当前堆的最后一个堆元素交换位置，把最大的值放到最后。 　　
                int tmp = arr[0];
                arr[0] = arr[i];
                arr[i] = tmp;              

                //将剩下的无序堆部分重新建堆处理 　
                HeapAdjust(arr, 0, i);

                foreach (int v in arr)
                {
                    Console.Write(v.ToString() + " ");
                }

                Console.WriteLine("");
            }
        }

6. 归并排序（Merge Sort)

 

static void Merge(int[] a, int low, int mid, int high)
        {
            int k = 0;
            int begin1 = low;
            int end1 = mid;
            int begin2 = mid + 1;
            int end2 = high;

            int[] b = new int[high - low + 1];

            while (begin1 <= end1 && begin2 <= end2)
            {
                if (a[begin1] <= a[begin2])
                {
                    b[k++] = a[begin1++];
                }
                else
                {
                    b[k++] = a[begin2++];
                }
            }

            if (begin1 <= end1)
            {
                for (int q = begin1; q <= end1; q++)
                {
                    b[k++] = a[q];
                }
            }
            else
            {
                for (int q = begin2; q <= end2; q++)
                {
                    b[k++] = a[q];
                }
            }

            for (int i = 0; i < b.Length; i++)
            {
                a[low++] = b[i];
            }  //此步骤相当于在数组a内进行了局部排序。        
        }

        static void MergeSort(int[] R, int low, int high)
        {
            //用分治法对R[low..high]进行二路归并排序
            int mid;

            if (low < high)
            {
                //区间长度大于1
                mid = (low + high) / 2; //分解
                MergeSort(R, low, mid); //递归地对R[low..mid]排序
                MergeSort(R, mid + 1, high); //递归地对R[mid+1..high]排序
                Merge(R, low, mid, high); //组合，将两个有序区归并为一个有序区
            }
        }

 

7. 箱排序 （Bin Sort）

 

8. 桶排序 （Bucket Sort）