1 // ALLKindsOfSorts.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
2 //
3
4 #include "stdafx.h"
5 #include<iostream>
6 #include<vector>
7 #include<bitset>
8
9 using namespace std;
10
11 ////////////////////////////////////////所有的排序总结////////////////////////////////////
12
13 //1、冒泡排序(O(n*n))
14 void MaopaoSort(int *a,int len)
15 {
16 //这里要明白
17 for(int i=0;i<len-1;i++)////这层循环控制的是需要排序的数的个数，即控制扫面的轮数
18 {
19 bool IsChange=false;//这是冒泡改进的地方，增加一个标志来判断是否已经提前排好序了
20 //这里要注意由于比较的是在一个循环下前一个数跟后一个数比较
21 for(int j=0;j<len-i-1;j++)//这层循环是控制每一轮扫描之后，将最大的数放在最右边
22 {//这里的j<len-i-1要注意边界的原因，所以是j<len-i-1
23 if(a[j]>a[j+1])//相邻元素比较
24 {
25 //交换
26 int temp=a[j];
27 a[j]=a[j+1];
28 a[j+1]=temp;
29 IsChange=true;//如果一次扫描完之后都没发生任何的交换，则表明已经排好序了
30 }
31 }
32 if(!IsChange)
33 {
34 cout<<"提前结束排序"<<endl;
35 return;
36 }
37 }
38 }
39
40 //2、插入排序(O(n*n))
41 void InsertSort(int *a,const int len)
42 {
43
44 for(int i=1;i<len;i++)//扫描无序的数组
45 {
46 //记住：将第一个数作为已排序的数，从第二个数开始所有的数作为无序的数
47 if(a[i-1]>a[i])//跟已排序好的数进行比较，找出合适的位置
48 {
49 int temp= a[i];//将需要插入的无序数保存起来，并将所有都大于该需要插入的无序数的数后移
50 int j=i-1;
51 while(j>=0&&a[j]>temp)//从后往前扫描（j>=0是边界条件），判断已排序的数是否大于需要插入的无序数
52 {
53 a[j+1]=a[j];//如果不是合适的位置就往后移动，腾出位置出来
54 j--;
55 }
56 a[j+1]=temp;//找到了合适的位置，执行插入
57 }
58 }
59
60 }
61
62 //3、归并排序O(nlog(n))
63 void MeageSort(int *result,int* a,int len1,int* b,int len2)
64 {
65 if(a==NULL||b==NULL||len1<=0||len2<=0)
66 return ;
67 int i=0,j=0;
68 while(i<len1&&j<len2)
69 {
70 if(a[i]<b[j])//比较两个指针指向的元素的大小
71 {
72 *(result++)=a[i];
73 i++;
74 }
75 else
76 {
77 *(result++)=a[j];
78 j++;
79 }
80 }
81 if(i<len1)//若序列1比序列2长，将序列1剩下的元素都复制到合并的空间中
82 {
83 while(i<len1)
84 {
85 *(result++)=a[i++];
86 }
87 }
88 if(j<len2)//若序列2比序列1长，将序列2剩下的元素都复制到合并的空间中
89 {
90 while(j<len2)
91 {
92 *(result++)=b[j++];
93 }
94 }
95
96 //for (int i=0;i<15;i++)
97 // cout<<*(--result)<<" ";
98 //cout<<endl;
99
100 }
101
102 //4、桶排序O(n)
103 //桶排序用到插入排序(O(n*n))
104 void InsertSort(vector<int>&a,const int len)
105 {
106
107 for(int i=1;i<len;i++)//扫描无序的数组
108 {
109 //记住：将第一个数作为已排序的数，从第二个数开始所有的数作为无序的数
110 if(a[i-1]>a[i])//跟已排序好的数进行比较，找出合适的位置
111 {
112 int temp= a[i];//将需要插入的无序数保存起来，并将所有都大于该需要插入的无序数的数后移
113 int j=i-1;
114 while(j>=0&&a[j]>temp)//从后往前扫描（j>=0是边界条件），判断已排序的数是否大于需要插入的无序数
115 {
116 a[j+1]=a[j];//如果不是合适的位置就往后移动，腾出位置出来
117 j--;
118 }
119 a[j+1]=temp;//找到了合适的位置，执行插入
120 }
121 }
122
123 }
124
125 //由于桶排序需要将数据分成n等份的范围，每个范围的个数不一样，因此每个桶里面装的数的个数不相同，
126 //因此选用容器作为桶的数据结构
127 void BucketSort(vector<int> &result,int *Data,int len)
128 {
129 if(Data==NULL||len<=0)
130 return ;
131 //求原始数据的最大值与最小值
132 int max_value=Data[0];
133 int min_value=Data[0];
134 for (int i=0;i<len;i++)
135 {
136 if(Data[i]>max_value)
137 max_value=Data[i];
138 if(Data[i]<min_value)
139 min_value=Data[i];
140 }
141 //将数据分成n等份范围的桶
142 int k=(max_value-min_value+1)/10+1;//10个桶范围
143 vector<int > Bucket[10];
144 //将数据分别装入相应的桶中
145 for (int i=0;i<len;i++)
146 {
147 for(int j=0;j<10;j++)
148 {
149 if(Data[i]<min_value+(j+1)*k)
150 {
151 Bucket[j].push_back(Data[i]);
152 break;//将某数放进桶内后进行下一个数
153 }
154 }
155 }
156 //分别对每一个桶内部进行排序，选用的方法是插入排序
157 for (int i=0;i<10;i++)
158 {
159 InsertSort(Bucket[i],Bucket[i].size());
160 }
161 //依次输出每一个桶中的元素
162 for(int i=0;i<10;i++)
163 {
164 for (vector<int>::size_type it=0;it<Bucket[i].size();it++)
165 {
166 result.push_back(Bucket[i][it]);
167 //cout<<Bucket[i][it]<<" ";
168 }
169 }
170
171 }
172
173 //5、基数排序 O(max) max是最大值的位数
174 int GetPos(int a,int pos)
175 {
176 int temp=1;
177 for (int i=1;i<pos;i++)
178 temp*=10;
179 return (a/temp)%10;
180 }
181
182
183 void RadixSort(int *a,int len,int pos)
184 {
185 if(a==NULL||len<=0)
186 return ;
187 vector<int> temp[10];//10表示十进制
188
189 //将数据放入桶中
190 for (int i=0;i<len;i++)
191 {
192 //a[i]%10表示的是0-9的数
193 temp[GetPos(a[i],pos)].push_back(a[i]);
194 }
195
196 //按桶的顺序输出数据
197 for(int i=0;i<10;i++)
198 {
199 for (vector<int>::size_type it=0;it<temp[i].size();it++)
200 {
201 *(a++)=temp[i][it];
202 }
203 }
204 }
205
206 void RadisSort( int *a,int len)
207 {
208 if(a==NULL||len<=0)
209 return ;
210 int max=a[0];
211 for(int i=0;i<len;i++)//求出最大值，就可以知道需要排序的次数，即排序的次数等于最大值的位数
212 {
213 if(a[i]>max)
214 max=a[i];
215 }
216 int pos=1;//用来指定按哪一位来排序，最初是右边第一位
217 do
218 {
219 //RadixSort(a,len,pos);//也可以采用函数调用的方式，避免调整指针的指向，因为在调用函数时，指针进行了复制，原始指针并没有改变
220
221 vector<int> temp[10];//10表示十进制
222
223 //将数据放入桶中
224 for (int i=0;i<len;i++)
225 {
226 //a[i]%10表示的是0-9的数
227 temp[GetPos(a[i],pos)].push_back(a[i]);
228 }
229
230 //按桶的顺序输出数据
231 for(int i=0;i<10;i++)
232 {
233 for (vector<int>::size_type it=0;it<temp[i].size();it++)
234 {
235 *(a++)=temp[i][it];//这里要注意修改了指针本身的值
236 }
237 }
238 //因此这里要重新调整指针指向第一个元素
239 for(int i=0;i<len;i++)//求出最大值，就可以知道需要排序的次数，即排序的次数等于最大值的位数
240 {
241 a--;
242 }
243
244 pos++;
245 }
246 while(max=max/10);
247
248 }
249
250
251
252 //////////////以下是不稳定的排序//////////////////////////////////
253 //6、选择排序O(n*n)
254 void swap(int &a,int&b)
255 {
256 int temp;
257 temp=a;
258 a=b;
259 b=temp;
260 }
261 void SelectSort(int *a,int len)
262 {
263 if(a==NULL||len<=0)
264 return ;
265 for (int i=0;i<len;i++)//需要选择n次
266 {
267 //a[i]每次选择的临时选择的最小值
268 //将临时最小值跟后面的数进行比较，判断是否是真的最小值
269 for(int j=i;j<len;j++)
270 {
271 if(a[j]<a[i])//如果发现比最小值还小的元素则进行交换
272 swap(a[i],a[j]);
273 }
274 }
275 }
276
277 //7、希尔排序 O(n*n)
278
279 void ShellSort(int *a,int len)
280 {
281 if(a==NULL||len<=0)
282 return ;
283 for (int i=len/2-1;i>=1;i--)//控制增量的循环
284 {
285 for (int j=i;j<len;j=j+i)//控制需要插入元素的个数
286 {
287 int temp=a[j];//待插入的元素
288 int k=j-i;
289 if(a[k]>temp)
290 {
291 while(k>=0&&a[k]>temp)//查找合适的位置
292 {
293 a[k+i]=a[k];//按照增量的方式，将大的数按照增量的大小往后移增量个位置
294 k=k-i;//按照增量的方式递减
295 }
296 //找到合适的位置后，执行插入操作
297 a[k+i]=temp;
298 }
299 }
300 }
301 }
302
303 //8、快速排序
304
305 void QuickSort(int *a,int left,int right)
306 {
307 if(a==NULL||left<0||right<0)
308 return ;
309 int i=left,j=right;
310 if(left<right)
311 {
312 //每次都是取第一个数来作为基准，并把它拿出来，腾出一个空位用作排序
313 int temp=a[i];//这里可以改进：就是选取中值或平均值作为基准，只需将它们跟第一个数进行交换位置即可，在按照相同的办法进行
314 while(i<j)//当i=j时，表明一次排序已经结束，此时对应的i的位置就是
315 {
316 //由于开始状态是第一个位置作为第一个空位子
317 //从右向左找出比基准小的数
318 while(i<j&&a[j]>=temp)//若退出循环就是找到了比基准小的数
319 {
320 j--;
321 }
322 if(i<j)
323 {
324 a[i]=a[j];//发现右边存在比基准小的数，则将右边的数放到左边来，留下一个位置
325 }
326 //由于a[j]是右边留下的一个位置，因此可以从左边找出一个比基准大的数来填
327 //从左向右找出比基准大的数
328 while(i<j&&a[i]<=temp)//若退出循环就是找到了比基准大的数
329 {
330 i++;
331 }
332 if(i<j)
333 {
334 a[j]=a[i];
335 }
336 }
337 //此时i表示原来第一个元素应该放置的正确的位置
338 a[i]=temp;//将原来假设第一个位置放到他正确的位置上
339 ////一次排序结束，即已经将基准值放到正确的位置上了，下面是递归排序左右两边的序列
340 QuickSort(a,left,i-1);
341 QuickSort(a,i+1,right);
342 }
343 }
344
345 //9、堆排序
346 //通过比较二叉树父节点和左右节点的大小来调整
347 void HeapAdjust(int *a,int i,int size) //调整堆 i>=1,size是序列长度
348 {
349 int lchild=2*i; //i的左孩子节点序号
350 int rchild=2*i+1; //i的右孩子节点序号
351 int max=i; //父节点
352 if(i<=size/2) //如果i是叶节点就不用进行调整
353 {
354 //判断父节点和左右之节点的大小，找出最大值
355 if(lchild<=size&&a[lchild]>a[max])
356 {
357 max=lchild;
358 }
359 if(rchild<=size&&a[rchild]>a[max])
360 {
361 max=rchild;
362 }
363 //如果最大值不是父节点
364 if(max!=i)
365 {
366 swap(a[i],a[max]);//则进行交换
367 //继续比较，直到所有的父节点都比较完为止
368 HeapAdjust(a,max,size);//由于max的值没变，因此最大值就是根节点
369 }
370 }
371 }
372
373 void BuildHeap(int *a,int size) //建立堆
374 {
375 //由于需要确保最后根节点是最大值，因此是从下往上开始建堆
376 for(int i=size/2;i>=1;i--) //非叶节点最大序号值为size/2
377 {
378 HeapAdjust(a,i,size);
379 for(int i=1;i<=10;i++)
380 cout<<a[i]<<" ";
381 cout<<endl;
382 }
383 }
384
385 void HeapSort(int *a,int size) //堆排序
386 {
387 BuildHeap(a,size);//首先建堆
388 //再排序
389 for(int i=size;i>=1;i--)
390 {//每次将最大值放入最后一个位置中，对剩下的进行调整
391 swap(a[1],a[i]);//交换堆顶和最后一个元素，即每次将剩余元素中的最大者放到最后面
392 HeapAdjust(a,1,i-1);//重新调整堆顶节点成为大顶堆
393 }
394 }
395
396
397
398 int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
399 {
400 //int a[10]={0,11,21,31,41,56,6,7,8,9};
401 //int b[5]={1,2,3,4,5};
402 //cout<<"排序之前的值："<<endl;
403 //for (int i=0;i<10;i++)
404 // cout<<a[i]<<" ";
405 //cout<<endl;
406 //vector<int> c;
407 //MeageSort(c,a,10,b,5);
408
409 //BucketSort(c,a,10);
410 //RadisSort( a,10);
411
412 //cout<<"排序之后的值："<<endl;
413 //for (int i=0;i<10;i++)
414 // cout<<a[i]<<" ";
415 //cout<<endl;
416 /*
417 float a=1.0f;
418 cout<<sizeof(a)<<endl;
419 cout<<(int)a<<endl;
420 cout<<&a<<endl;
421 cout<<(int &)a<<endl;
422 cout<<boolalpha<<((int)a==(int&)a)<<endl;
423
424 float b=0.0f;
425 cout<<sizeof(b)<<endl;
426 cout<<(int)b<<endl;
427 cout<<&b<<endl;
428 cout<<(int &)b<<endl;
429 cout<<boolalpha<<((int)b==(int&)b)<<endl;
430
431 int a[10]={0,11,21,31,41,56,6,7,8,9};
432 for (int i=0;i<10;i++)
433 cout<<a[i]<<" ";
434 cout<<endl;
435 QuickSort(a,0,9);
436 for (int i=0;i<10;i++)
437 cout<<a[i]<<" ";
438 //int a[]={0,16,20,3,11,17,8};*/
439 //这里需要注意，对排序是从a[1]开始排序，因此，待排序的数要从a[1]开始
440 int a[11]={0,11,21,31,41,56,6,7,8,9,10};
441 HeapSort(a,10);
442 for(int i=1;i<=10;i++)
443 cout<<a[i]<<" ";
444 cout<<endl;
445
446 return 0;
447 }
各种排序算法的代码
时间： 2024-10-11 19:03:07