C++中几种排序算法的实现

其实问题很简单：随机生成100个数，编写以下4种排序算法对其从小到大排序。

• 冒泡排序
• 快速排序
• 希尔排序
• 堆排序
• 归并排序
• 选择排序

• 冒泡排序

\

算法理解：（具体参考：www.cnblogs.com/kkun/archiv…）

代码实现：

[cpp]  view plain  copy

1. #include <iostream>  
2. #include <cstdlib>  
3. #include <ctime>  
4.   
5. using namespace std;  
6. //Swap-交换  
7. template<class T>  
8. void Swap(T &a,T &b)  
9. {  
10.     T tmp=a;  
11.     a=b;  
12.     b=tmp;  
13. }  
14. //BubbleSorting Small->Large  
15. template<class T>  
16. void BubbleSorting(T A[])  
17. {  
18.     for(int i=99;i>0;i--)//Times-外循环，n-1次  
19.     {  
20.         int flag=0;//引入flag,稍作性能提升  
21.         for(int j=0;j<99;j++)  
22.         {  
23.             if(A[j]>A[j+1])  
24.             {  
25.                 Swap(A[j],A[j+1]);  
26.                 flag=1;  
27.             }  
28.         }  
29.         if(!flag)break;  
30.     }  
31. }  
32. int main()  
33. {  
34.     clock_t start_time = clock();  
35.   
36.     srand(unsigned(time(NULL)));  
37.     const int min=-100;  
38.     const int max= 100;  
39.     int A[200];  
40.     for(int i=0;i<100;i++){A[i]=rand()%(max-min+1)+min;}//Generate 100 random figures  
41.     cout<<"The random numbers are:"<<endl;  
42.     for(int i=0;i<100;i++){cout<<A[i]<<"\t";}//Output the disordered numbers  
43.     cout<<endl;  
44.     cout<<"The ordered numbers are:"<<endl;  
45.     BubbleSorting(A);//Bubble Sorting  
46.     for(int i=0;i<100;i++){cout<<A[i]<<"\t";}//Output the disordered numbers  
47.     cout<<endl;  
48.     cout << "The elapsed time is:" << double(clock() - start_time) << 's' << endl;  
49.     return 0;  
50. }  

\

• 快速排序

\

算法理解：（具体参考：www.cnblogs.com/MOBIN/p/468…）

代码实现：

[cpp]  view plain  copy

1.   

[cpp]  view plain  copy

1. #include<iostream>  
2. #include<cstdlib>  
3. #include<ctime>  
4.   
5. using namespace std;  
6. //交换   
7. template<class T>  
8. void Swap(T &a,T &b)  
9. {  
10.     T tmp=a;  
11.     a=b;  
12.     b=tmp;  
13. }  
14. //划分  
15. template<class T>  
16. int Partion(T elem[],int low,int high)  
17. {  
18.     while(low<high)//这里无需“=”即可  
19.     {  
20.         while(low<high&&elem[low]<=elem[high])high--;  
21.         Swap(elem[low],elem[high]);  
22.         while(low<high&&elem[low]<=elem[high])low++;  
23.         Swap(elem[low],elem[high]);  
24.     }  
25.     return low;  
26. }  
27. //递归   
28. template<class T>  
29. void Help(T elem[],int low,int high)  
30. {  
31.     if(low<high)  
32.     {  
33.         int KeyPoint=Partion(elem,low,high);  
34.         Help(elem,low,KeyPoint-1);  
35.         Help(elem,KeyPoint+1,high);  
36.     }  
37. }  
38. template<class T>  
39. void QuickSort(T elem[],int n)  
40. {  
41.     Help(elem,0,n-1);  
42. }  
43.   
44. int main()  
45. {  
46.     clock_t start_time=clock();  
47.     srand(unsigned(time(NULL)));  
48.   
49.     const int min=-100;  
50.     const int max= 100;  
51.     int A[200];  
52.     cout<<"The random numbers are:"<<endl;  
53.     for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  
54.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
55.     cout<<endl;  
56.     cout<<"The ordered numbers are:"<<endl;  
57.     QuickSort(A,100);  
58.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
59.     cout<<endl;  
60.     cout<<"The elapsed time is "<< double(clock()-start_time) <<'s'<<endl;  
61.   
62. }  

\

• 希尔排序

\

算法理解： （具体参考：www.cnblogs.com/skywang1234…）

代码实现：

[cpp]  view plain  copy

1. #include <iostream>  
2. #include <cstdlib>  
3. #include <ctime>  
4. using namespace std;  
5.   
6. template<class T>  
7. void ShellInsert(T elem[],int n,int incr)<span style="font-family:Arial, Helvetica, sans-serif;">//incr代表间距</span>  
8. {  
9.     for(int i=incr;i<n;i++)  
10.     {  
11.         T xp=elem[i];  
12.         int j;  
13.         for(j=i-incr;j>=0&&elem[j]<xp;j-=incr)//注意这里是xp,若写elem[i],数值容易被覆盖，导致错误排序。  
14.         {  
15.             elem[j+incr]=elem[j];  
16.         }  
17.         elem[j+incr]=xp;  
18.     }  
19. }  
20. template<class T>  
21. void ShellSorting(T elem[],int n,int inc[],int t)  
22. {  
23.     for(int k=0;k<t;k++)  
24.     {  
25.         ShellInsert(elem,n,inc[k]);  
26.     }  
27. }  
28. int main()  
29. {  
30.     clock_t start_time=clock();  
31.   
32.     srand(unsigned(time(NULL)));  
33.     const int min=-300;  
34.     const int max= 300;  
35.     int A[100];  
36.     int inc[10];  
37.     int num=100;  
38.     for(int i=0;i<6;i++)  
39.     {  
40.         num=num/2;  
41.         inc[i]=num;  
42.     }  
43.   
44.     cout<<"The random numbers are:"<<endl;  
45.     for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  
46.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
47.     cout<<endl;  
48.     cout<<"The ordered numbers are:"<<endl;  
49.     ShellSorting(A,100,inc,6);  
50.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
51.     cout<<endl;  
52.     cout<<"The elapsed time is: "<<double(clock()-start_time)<<'s'<<endl;  
53.   
54.     return 0;  
55. }  

\

• 堆排序

\

算法理解： （具体参考：www.cnblogs.com/jingmoxukon…）

代码实现：

[cpp]  view plain  copy

1. #include <iostream>  

2. #include <cstdlib>  

3. #include <ctime>  

4. using namespace std;  

5.   

6. //Swap  

7. void Swap(int &a,int &b){  

8.     int tmp=a;  

9.     a=b;  

10.     b=tmp;  

11. }  

12. //Adjust the big node  

13. void AdjustHelp(int A[],int low,int high){

    //调整堆  

14.     for(int p=low,i=low*2+1;i<=high;i=i*2+1){  

15.         if(i<high&&A[i]<A[i+1])i++;  

16.         if(A[p]>A[i])break;  

17.         Swap(A[p],A[i]);  

18.         p=i;  

19.     }  

20. }  

21. //HeapSort Algorithm  

22. void HeapSort(int A[],int n){  

23.     for(int i=(n-2)/2;i>=0;i--){

    //写入堆  

24.         AdjustHelp(A,i,n-1);  

25.     }  

26.     for(int i=n-1;i>0;i--){

    //排序  

27.         Swap(A[i],A[0]);  

28.         AdjustHelp(A,0,i-1);  

29.     }  

30. }  

31. int main()  

32. {  

33.     clock_t start_time = clock();  

34.     int A[100];  

35.     const int min=-99;  

36.     const int max=99;  

37.     srand(unsigned(time(NULL)));  

38.     cout << "The previous numbers are:" << endl;  

39.     for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  

40.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  

41.     cout << endl;  

42.     cout << "The current numbers are:"<<endl;  

43.     HeapSort(A,100);  

44.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  

45.     cout << endl;  

46.     cout << "The elapsed time is: " << double(clock()-start_time)<<"s"<<endl;  

47.     return 0;  

}

• 归并排序

算法理解： （具体参考：blog.csdn.net/yuehailin/a…）

代码实现：

[cpp]  view plain  copy

1. #include <iostream>  
2. #include <cstdlib>  
3. #include <ctime>  
4. using namespace std;  
5. void Merge(int elem[],int tmp[],int low,int mid,int high){  
6.     int i=low,j=mid+1;  
7.     int m=mid,n=high;  
8.     int k=low;  
9.     while(i<=m&&j<=n){  
10.         if(elem[i]<elem[j]){  
11.             tmp[k++]=elem[i++];  
12.         }  
13.         else  
14.             tmp[k++]=elem[j++];  
15.     }  
16.       
17.     while(i<=m)tmp[k++]=elem[i++];  
18.     while(j<=n)tmp[k++]=elem[j++];  
19.     for(i=low;i<=high;i++){  
20.         elem[i]=tmp[i];  
21.     }  
22. }  
23. //  
24. void Help(int elem[],int tmp[],int low,int high){  
25.     if(low<high){  
26.         int mid=(low+high)/2;  
27.         Help(elem, tmp, low, mid);  
28.         Help(elem,tmp,mid+1,high);  
29.         Merge(elem, tmp, low, mid, high);  
30.     }  
31. }  
32. //  
33. void MergeSort(int elem[],int n){  
34.     int *p=new int[n];  
35.     Help(elem,p,0,n-1);  
36.     delete[] p;  
37. }  
38. int main() {  
39.     // insert code here...  
40.     clock_t start_time=clock();  
41.     srand(unsigned(time(NULL)));  
42.     int A[100];  
43.     const int min=1;  
44.     const int max=100;  
45.     cout<<"The previous numbers are:"<<endl;  
46.     for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  
47.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
48.     cout<<endl;  
49.     cout<<"The current numbers are:"<<endl;  
50.     MergeSort(A,100);  
51.     for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
52.     cout<<endl;  
53.     cout<<"The elapsed time is: "<<double(clock()-start_time)<<"s"<<endl;  
54.     cout<<endl;  
55.     return 0;  
56. }  

• 选择排序（C）

\

\

代码实现：

[cpp]  view plain  copy

1. #include<stdio.h>
   #include<stdlib.h>
   #include<time.h>
   int main()
   {

   
   time_t ts;
   srand((unsigned int)time(&ts));
   int a[10];
   printf("随机数为：");
   for(int i=0; i<10; i++)
   {

   
   a[i]=rand()%100;
   printf("%d ",a[i]);
   }
   
   for(int i=0; i<9; i++) //0-8 9个数 最后一个数不用比较
   {

   
   int max=i;//标识最大数下标 假定a[0]最大
   for(int j=i+1; j<10; j++) //选择法排序
   {

   
   if(a[max]<a[j])
   {

   
   max=j;
   }
   }
   if(max!=i)
   {

   
   int t=a[max];
   a[max]=a[i];
   a[i]=t;
   }
   }
   printf("\n从大到小排序为：");
   for(int i=0; i<10; i++)
   {

   
   printf("%d ",a[i]);
   }
   return 0;
   }