排序算法
插入排序
直接插入排序：
-
直接插入排序的思想是（以升序为例）：
当插入第i(i>=1)个元素sl[i]时,前面的元素：sl[0],sl[1],…,sl[i-1]已经排好序,我们将sl[i]的关键字与sl[i-1], sl[i-2],…,的关键码顺序进行比较,找到第一个比它小的,则sl[i]插到该元素之后。那么怎么保证前面的元素排好序呢?可以从第一号元素开始，前面只有第0号元素 ,这一个元素肯定是排好序的！参见下图。
-
代码：
//【例6.6】升序直接插入排序算法，作为【例6.4】Orderedlist<T,size>类的
//成员函数InsertSort()，T为关键字类型。
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
template <typename T,int size>class Orderedlist{
int maxsize;
int last;
T slist[size];
public:
Orderedlist(){last=-1;maxsize=size;}
void InsertSort();
bool Insert(T & elem,int i);
void print();
// 无关成员函数省略
};//再次指出分号不可少
template <typename T,int size> bool Orderedlist<T,size>::Insert(T & elem ,int i){
int j;
if (i<0||i>last+1||last==maxsize-1) return false;
else{
last++;
for (j=last;j>i;j--) slist[j]=slist[j-1];
slist[i]=elem;
return true;
}
}
template <typename T,int size> void Orderedlist<T,size>::print(){
int i;
for(i=0;i<=last;i++){
slist[i].show();
if(i%5==4) cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
template<typename T,int size>void Orderedlist<T,size>::InsertSort(){
T temp;
int i,j;
for (i=1;i<=last;i++){
temp=slist[i];
j=i;
while (j>0&&temp<slist[j-1]){
slist[j]=slist[j-1];
j--;//查找与移动同时做
}
slist[j]=temp;
}
}
class Element{
string key;
// 其他域省略
public:
bool operator<(Element ele){return key<ele.key;}
void putkey(string k){key=k;}
void show(){cout<<key<<'\t';}
};//再次指出分号不可少
int main(){
const int h=10;
int i;
Orderedlist<Element,100> ordlist;
string mslist[h]={"cat","book","car","zoo","fish","cab","dog","cap","fox","can"};
Element n[h];
for(i=0;i<h;i++) n[i].putkey(mslist[i]);
for(i=0;i<h;i++) ordlist.Insert(n[i],i); //建立顺序表
cout<<"未排序表："<<endl;
ordlist.print();
ordlist.InsertSort();
cout<<"已排序表："<<endl;
ordlist.print();
return 0;
}
对半插入排序
-
对半插入排序（Binary Insert Sort）：
是用对半查找的思想取代顺序查找。 -
代码：
//【例6. 7】升序对半插入排序算法，亦作为Orderedlist<T,size >类的成员函数。
//在顺序表已排好序的部分查找后一元素插入位置时，采用对半查找方法。
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
template <typename T,int size>class Orderedlist{
int maxsize;
int last;
T slist[size];
public:
Orderedlist(){last=-1;maxsize=size;}
void BinaryInsertSort();
bool Insert(T & elem,int i);
void print();
// 无关成员函数省略
};//再次指出分号不可少
template <typename T,int size> bool Orderedlist<T,size>::Insert(T & elem ,int i){
int j;
if (i<0||i>last+1||last==maxsize-1) return false;
else{
last++;
for (j=last;j>i;j--) slist[j]=slist[j-1];
slist[i]=elem;
return true;
}
}
template <typename T,int size> void Orderedlist<T,size>::print(){
int i;
for(i=0;i<=last;i++){
slist[i].show();
if(i%5==4) cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
template <typename T,int size> void Orderedlist<T,size>::BinaryInsertSort(){
T temp;
int low,high,mid,i,j;
for (i=1;i<=last;i++){
temp=slist[i];
low=0;
high=i-1;
while (low<=high){//请注意与对半查找的不同之处
mid=(low+high)/2;
if(temp<slist[mid]) high=mid-1;
else low=mid+1;
}//稳定排序
for(j=i-1;j>=low;j--) slist[j+1]=slist[j];
slist[low]=temp;
}
}
class Element{
string key;
// 其他域省略
public:
bool operator<(Element ele){return key<ele.key;}
void putkey(string k){key=k;}
void show(){cout<<key<<'\t';}
};//再次指出分号不可少
int main(){
const int h=10;
int i;
Orderedlist<Element,100> ordlist;
string mslist[h]={"cat","book","car","zoo","fish","cab","dog","cap","fox","can"};
Element n[h];
for(i=0;i<h;i++) n[i].putkey(mslist[i]);
for(i=0;i<h;i++) ordlist.Insert(n[i],i); //建立顺序表
cout<<"未排序表："<<endl;
ordlist.print();
ordlist.BinaryInsertSort();
cout<<"已排序表："<<endl;
ordlist.print();
return 0;
}
交换排序
冒泡排序
- 代码：
//【例6.8】冒泡排序算法，作为Orderedlist<T,size>类的成员函数。
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
template <typename T,int size>class Orderedlist{
int maxsize;
int last;
T slist[size];
public:
Orderedlist(){last=-1;maxsize=size;}
void BubbleSort();
bool Insert(T & elem,int i);
void print();
// 无关成员函数省略
};//再次指出分号不可少
template <typename T,int size> bool Orderedlist<T,size>::Insert(T & elem ,int i){
int j;
if (i<0||i>last+1||last==maxsize-1) return false;
else{
last++;
for (j=last;j>i;j--) slist[j]=slist[j-1];
slist[i]=elem;
return true;
}
}
template <typename T,int size> void Orderedlist<T,size>::print(){
int i;
for(i=0;i<=last;i++){
slist[i].show();
if(i%5==4) cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
template <typename T,int size> void Orderedlist<T,size>::BubbleSort(){
bool noswap;
int i,j;
T temp;
for (i=0;i<last;i++){ //最多做n-1趟
noswap=true; //未交换标志为真
for(j=last;j>i;j--){ //从下往上冒泡
if(slist[j]<slist[j-1]){
temp=slist[j];
slist[j]=slist[j-1];
slist[j-1]=temp;
noswap=false;
}
}
if(noswap) break; //本趟无交换，则终止算法。
}
}
class student{
int id ; //学号
string name; // 姓名
char sex; // 性别
int age; // 年龄
string address; //家庭地址
float eng, phy, math, electron; //英语，物理，数学和电子学成绩
public:
student(){}
student(int,string,char,int,string,float,float,float,float);
bool operator<(student ele){return id<ele.id;}
void show(){cout<<id<<'\t'<<name<<'\t'<<sex<<'\t'<<age<<'\t'<<address<<'\t'
<<eng<<'\t'<<phy<<'\t'<<math<<'\t'<<electron<<endl;}
};
student::student(int i,string n,char s,int a,string add,float en,float ph,float ma,float ele){
id=i; //学号
name=n; // 姓名
sex=s; // 性别
age=a; // 年龄
address=add; //家庭地址
eng=en; phy=ph; math=ma, electron=ele; //英语，物理，数学和电子学成绩
}
int main(){
const int h=4;
int i;
Orderedlist<student,100> ordlist;
student n[h]={
student(6004327,"张菲",'m',19,"北京路58号",80,85,90,78),
student(6004121,"关雨",'w',19,"天津路64号",88,75,91,68),
student(6004118,"刘蓓",'w',18,"上海路37号",78,95,81,88),
student(6004219,"赵昀",'m',18,"重庆路95号",78,95,81,88)
};
for(i=0;i<h;i++) ordlist.Insert(n[i],i); //建立顺序表
cout<<"未排序表："<<endl;
ordlist.print();
ordlist.BubbleSort();
cout<<"已排序表："<<endl;
ordlist.print();
return 0;
}
选择排序
直接选择排序
-
直接选择排序（Straight Selection Sort）是最简单的（参见图6.7）。此方法的最大优点是非常易读。缺点是做过的工作和序列的部分有序性利用不上，效率低。选择排序中也有可能利用到以前的工作的方法，如堆排列（Heap Sort）。
-
代码：
//【例6.9】直接选择排序，作为Orderedlist<T,size>类的成员函数。
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
template <typename T,int size>class Orderedlist{
int maxsize;
int last;
T slist[size];
public:
Orderedlist(){last=-1;maxsize=size;}
void SelectSort();
bool Insert(T & elem,int i);
void print();
// 无关成员函数省略
};//再次指出分号不可少
template <typename T,int size> bool Orderedlist<T,size>::Insert(T & elem ,int i){
int j;
if (i<0||i>last+1||last==maxsize-1) return false;
else{
last++;
for (j=last;j>i;j--) slist[j]=slist[j-1];
slist[i]=elem;
return true;
}
}
template <typename T,int size> void Orderedlist<T,size>::print(){
int i;
for(i=0;i<=last;i++){
slist[i].show();
if(i%5==4) cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
template <typename T,int size> void Orderedlist<T,size>::SelectSort(){
int i,j,k;
T temp;
for(i=0;i<last;i++){
k=i;
temp=slist[i];
for(j=i;j<=last;j++)
if(slist[j]<temp){
k=j;
temp=slist[j];
}
if(k!=i){
temp=slist[i];
slist[i]=slist[k];
slist[k]=temp;
}
}
}
class student{
int id ; //学号
string name; // 姓名
char sex; // 性别
int age; // 年龄
string address; //家庭地址
float eng, phy, math, electron; //英语，物理，数学和电子学成绩
public:
student(){}
student(int,string,char,int,string,float,float,float,float);
bool operator<(student ele){return id<ele.id;}
void show(){cout<<id<<'\t'<<name<<'\t'<<sex<<'\t'<<age<<'\t'
<<eng<<'\t'<<phy<<'\t'<<math<<'\t'<<electron<<endl;}
};
student::student(int i,string n,char s,int a,string add,float en,float ph,float ma,float ele){
id=i; //学号
name=n; // 姓名
sex=s; // 性别
age=a; // 年龄
address=add; //家庭地址
eng=en; phy=ph; math=ma, electron=ele; //英语，物理，数学和电子学成绩
}
int main(){
const int h=4;
int i;
Orderedlist<student,100> ordlist;
student n[h]={student(6004327,"张菲",'m',19,"北京路58号",80,85,90,78),
student(6004121,"关雨",'w',19,"天津路64号",88,75,91,68),
student(6004118,"刘蓓",'w',18,"上海路37号",78,95,81,88),
student(6004219,"赵昀",'m',18,"重庆路95号",78,95,81,88),
};
for(i=0;i<h;i++) ordlist.Insert(n[i],i); //建立顺序表
cout<<"未排序表："<<endl;
ordlist.print();
ordlist.SelectSort();
cout<<"已排序表："<<endl;
ordlist.print();
return 0;
}
