幾種常用的排序算法

 一.希爾(Shell)排序法

/* Shell 排序法 */
#include <stdio.h>
void sort(int v[],int n)
{
     int gap,i,j,temp;
     for(gap=n/2;gap>0;gap /= 2) /* 設置排序的步長,步長gap每次減半,直到減到1 */
     {
          for(i=gap;i<n;i++)  /* 定位到每一個元素 */
          {
               for(j=i-gap;(j >= 0) && (v[j] > v[j+gap]);j -= gap ) /* 比較相距gap遠的兩個元素的大小,根據排序方向決定如何調換 */
               {
                temp=v[j];
                v[j]=v[j+gap];
                v[j+gap]=temp;
               }
          }
     }
}


二.二分插入法

/* 二分插入法 */
void HalfInsertSort(int a[], int len)
{
     int i, j,temp;
     int low, high, mid;
     for (i=1; i<len; i++)
     {
          temp = a[i];/* 保存但前元素 */
          low = 0;
          high = i-1;
          while (low <= high) /* 在a[low...high]中折半查找有序插入的位置 */
          {
               mid = (low + high) / 2; /* 找到中間元素 */
               if (a[mid] > temp)  /* 如果中間元素比但前元素大,當前元素要插入到中間元素的左側 */
               {
                high = mid-1;
               }
               else    /* 如果中間元素比當前元素小,但前元素要插入到中間元素的右側 */
               {
                low = mid+1;
               }
          }       /* 找到當前元素的位置,在low和high之間 */
          for (j=i-1; j>high; j--)/* 元素後移 */
          {
           a[j+1] = a[j];
          }
          a[high+1] = temp; /* 插入 */
     }
}

三.直接插入法

/*直接插入法*/
void InsertionSort(int input[],int len) 
{
     int i,j,temp;
     for (i = 1; i < len; i++) 
     {
          temp = input[i];  /* 操作當前元素,先保存在其它變量中 */
          for (j = i - 1;j>-1&&input[j] > temp ; j--) /* 從當前元素的上一個元素開始查找合適的位置 */
          {
               input[j + 1] = input[j]; /* 一邊找一邊移動元素 */
               input[j] = temp;
          }
     }
}


四.帶哨兵的直接排序法

 /**
     * 帶哨兵的直接插入排序,數組的第一個元素不用於存儲有效數據
     * 將input[0]作爲哨兵,可以避免判定input[j]中,數組是否越界
     * 因爲在j--的過程中,當j減小到0時,變成了input[0]與input[0]
     * 自身進行比較,很明顯這個時候說明位置i之前的數字都比input[i]小
     * 位置i上的數字不需要移動,直接進入下一輪的插入比較。
     *
     */
void InsertionSortWithPiquet(int input[],int len) 
{
     int i,j;
     for (i = 2; i < len; i++)  /* 保證數組input第一元素的存儲數據無效,從第二個數據開始與它前面的元素比較 */
     {
          input[0] = input[i];
          for (j = i - 1; input[j] > input[0] ; j--) 
          {
               input[j + 1] = input[j];
               input[j] = input[0]; /* input[j]一直都是排序的元素中最大的那一個 */
          }
     }
}


 

五.冒泡法

/* 冒泡排序法 */
void Bublesort(int a[],int n)
{
     int i,j,k;
     for(j=0;j<n;j++)   /* 氣泡法要排序n次*/
     {
          for(i=0;i<n-j;i++)  /* 值比較大的元素沉下去後,只把剩下的元素中的最大值再沉下去就可以啦 */
          {
               if(a[i]>a[i+1])  /* 把值比較大的元素沉到底 */
               {
                    k=a[i];
                    a[i]=a[i+1];
                    a[i+1]=k;
               }
          }
     }
}


 

六.選擇排序法

/*算法原理:首先以一個元素爲基準,從一個方向開始掃描,
 * 比如從左至右掃描,以A[0]爲基準。接下來從A[0]...A[9]
 * 中找出最小的元素,將其與A[0]交換。然後將基準位置右
 * 移一位,重複上面的動作,比如,以A[1]爲基準,找出
 * A[1]~A[9]中最小的,將其與A[1]交換。一直進行到基準位
 * 置移到數組最後一個元素時排序結束(此時基準左邊所有元素
 * 均遞增有序,而基準爲最後一個元素,故完成排序)。
 */
void Selectsort(int A[],int n) 
{
     int i,j,min,temp; 
     for(i=0;i<n;i++) 
     {
          min=i; 
          for(j=i+1;j<=n;j++)  /* 從j往前的數據都是排好的,所以從j開始往下找剩下的元素中最小的 */
          {
               if(A[min]>A[j])  /* 把剩下元素中最小的那個放到A[i]中 */
               {
                temp=A[i]; 
                A[i]=A[j]; 
                A[j]=temp;
               }
          }
    } 
}

七.快速排序

/* 快速排序(quick sort)。在這種方法中,
 * n 個元素被分成三段(組):左段left,
 * 右段right和中段middle。中段
 * 僅包含一個元素。左段中各元素都小於等
 * 於中段元素,右段中各元素都大於等於中
 * 段元素。因此left和right中的元
 * 素可以獨立排序,並且不必對left和
 * right的排序結果進行合併。
 * 使用快速排序方法對a[0:n-1]排序
 * 從a[0:n-1]中選擇一個元素作爲middle,
 * 該元素爲支點把餘下的元素分割爲兩段left
 * 和right,使得left中的元素都小於
 * 等於支點,而right 中的元素都大於等於支點
 * 遞歸地使用快速排序方法對left 進行排序
 * 遞歸地使用快速排序方法對right 進行排序
 * 所得結果爲left+middle+right
 */
void Quick_sort(int data[],int low,int high) 
{
 int mid; 
 if(low<high) 
 {
  mid=Partition(data,low,high); 
  Quick_sort(data,low,mid-1); /* 遞歸調用 */
  Quick_sort(data,mid+1,high);
 } 
}
/* 要注意看清楚下面的數據之間是如何替換的,
 * 首先選一箇中間值,就是第一個元素data[low],
 * 然後從該元素的最右側開始找到比它小的元素,把
 * 該元素複製到它中間值原來的位置(data[low]=data[high]),
 * 然後從該元素的最左側開始找到比它大的元素,把
 * 該元素複製到上邊剛剛找到的那個元素的位置(data[high]=data[low]),
 * 最後將這個剛空出來的位置裝入中間值(data[low]=data[0]),
 * 這樣一來比mid大的都會跑到mid的右側,小於mid的會在左側,
 * 最後一行,返回的low是中間元素的位置,左右分別遞歸就可以排好序了。
 */
int Partition(int data[],int low,int high) 
{
 int mid; 
    data[0]=data[low];
 mid=data[low]; 
 while(low < high) 
 {
  while((low < high) && (data[high] >= mid))
  {
   --high;
  }
  data[low]=data[high]; /* 從high的位置開始往low的方向找,找到比data[low]小的元素,存到data[low]中 */
  
  while((low < high) && (data[low] < mid)) /* 新得到的data[low]肯定小於原來的data[low]即mid */
  {
   ++low;
  }
  data[high]=data[low];  /* 從low的位置開始往high的方向找,找到比data[high]大的元素,存在data[high]中 */
 }
 data[low]=data[0];    /* 把low的新位置存上原來的data[low]的數據 */
 return low;     /* 遞歸時,把它做爲右側元素的low */
} 

八.堆排序

/**************************************************************
 * 堆的定義 n 個元素的序列 {k1,k2,...,kn}當且僅當滿足下列關係時,
 * 稱爲堆:
 * ki<=k2i     ki<=k2i+1     (i=1,2,...,n/2)
 * 或
 * ki>=k2i     ki>=k2i+1     (i=1,2,...,n/2)
 * 堆排序思路:
 * 建立在樹形選擇排序基礎上;
 * 將待排序列建成堆(初始堆生成)後,序列的第一個元素(堆頂元素)就一定是序列中的最大元素;
 * 將其與序列的最後一個元素交換,將序列長度減一;
 * 再將序列建成堆(堆調整)後,堆頂元素仍是序列中的最大元素,再次將其與序列最後一個元素交換並縮短序列長度;
 * 反覆此過程,直至序列長度爲一,所得序列即爲排序後結果。
 **************************************************************/
void HeapAdjust(int data[],int s,int m) /* 排列成堆的形式 */
{ 
     int j,rc; 
     rc=data[s];     /* 保存處理元素 */
     for(j=2*s;j<=m;j*=2)        /* 處理父親元素 */
     {
          if(j<m && data[j]<data[j+1])  ++j; /* 取較大的孩子節點 */
          if(rc>data[j]) break; 
          data[s]=data[j];   /* 父節點比較大的孩子節點大則互換 ,保證父節點比所有子節點都大(父節點存儲在前面)*/
          s=j; 
     } 
    data[s]=rc;     /* 相當於data[j]=rc */
}
void Heap_sort(int data[],int long_n) /* 堆排序函數 */
{
     int i,temp; 
     for(i=long_n/2;i>0;--i)  /* 還沒有讀懂這樣處理的原因,希望大家不吝賜教 */
     {
      HeapAdjust(data,i,long_n); /* 處理後,data[i]是這個數組後半部分的最大值 */
     }
     for(i=long_n;i>0;--i)
     {
      temp=data[1];    /* 把根元素(剩下元素中最大的那個)放到結尾 ,下一次只要排剩下的數就可以啦*/
      data[1]=data[i]; 
      data[i]=temp;   
      HeapAdjust(data,1,i-1);
     }
}


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