c++几种常见的排序程序

冒泡法大家都较熟悉。其原理为从a[0]开始，依次将其和后面的元素比较,若a[0]>a[i]，则交换它们，一直比较到a[n]。同理对a[1],a[2],...a[n-1]处理，即完成排序。下面列出其代码：

void bubble(int *a,int n) /*定义两个参数：数组首地址与数组大小*/

{

int i,j,temp

for(i=0i<n-1i++)

for(j=i+1j<nj++) /*注意循环的上下限*/

if(a[i]>a[j]) {

temp=a[i]

a[i]=a[j]

a[j]=temp

}

}

冒泡法原理简单，但其缺点是交换次数多，效率低。

下面介绍一种源自冒泡法但更有效率的方法“选择法”。

（2）“选择法”

选择法循环过程与冒泡法一致，它还定义了记号k=i,然后依次把a[k]同后面元素比较，若a[k]>a[j],则使k=j.最后看看k=i是否还成立，不成立则交换a[k],a[i],这样就比冒泡法省下许多无用的交换，提高了效率。

void choise(int *a,int n)

{

int i,j,k,temp

for(i=0i<n-1i++) {

k=i/*给记号赋值*/

for(j=i+1j<nj++)

if(a[k]>a[j]) k=j/*是k总是指向最小元素*/

if(i!=k) { /*当k!=i是才交换，否则a[i]即为最小*/

temp=a[i]

a[i]=a[k]

a[k]=temp

}

}

}

选择法比冒泡法效率更高，但说到高效率，非“快速法”莫属，现在就让我们来了解它。

（3）“快速法”

快速法定义了三个参数，（数组首地址*a,要排序数组起始元素下标i,要排序数组结束元素下标j). 它首先选一个数组元素（一般为a[(i+j)/2],即中间元素）作为参照，把比它小的元素放到它的左边，比它大的放在右边。然后运用递归，在将它左，右两个子数组排序，最后完成整个数组的排序。下面分析其代码：

void quick(int *a,int i,int j)

{

int m,n,temp

int k

m=i

n=j

k=a[(i+j)/2]/*选取的参照*/

do {

while(a[m]<k&&m<j) m++/* 从左到右找比k大的元素*/

while(a[n]>k&&n>i) n--/* 从右到左找比k小的元素*/

if(m<=n) { /*若找到且满足条件，则交换*/

temp=a[m]

a[m]=a[n]

a[n]=temp

m++

n--

}

}while(m<=n)

if(m<j) quick(a,m,j)/*运用递归*/

if(n>i) quick(a,i,n)

}

（4）“插入法”

插入法是一种比较直观的排序方法。它首先把数组头两个元素排好序，再依次把后面的元素插入适当的位置。把数组元素插完也就完成了排序。

void insert(int *a,int n)

{

int i,j,temp

for(i=1i<ni++) {

temp=a[i]/*temp为要插入的元素*/

j=i-1

while(j>=0&&temp<a[j]) { /*从a[i-1]开始找比a[i]小的数，同时把数组元素向后移*/

a[j+1]=a[j]

j--

}

a[j+1]=temp/*插入*/

}

}

（5）“shell法”

shell法是一个叫 shell 的美国人与1969年发明的。它首先把相距k(k>=1)的那几个元素排好序，再缩小k值（一般取其一半），再排序，直到k=1时完成排序。下面让我们来分析其代码：

void shell(int *a,int n)

{

int i,j,k,x

k=n/2/*间距值*/

while(k>=1) {

for(i=ki<ni++) {

x=a[i]

j=i-k

while(j>=0&&x<a[j]) {

a[j+k]=a[j]

j-=k

}

a[j+k]=x

}

k/=2/*缩小间距值*/

}

}

上面我们已经对几种排序法作了介绍，现在让我们写个主函数检验一下。

#include<stdio.h>

/*别偷懒，下面的"..."代表函数体，自己加上去哦！*/

void bubble(int *a,int n)

{

...

}

void choise(int *a,int n)

{

...

}

void quick(int *a,int i,int j)

{

...

}

void insert(int *a,int n)

{

...

}

void shell(int *a,int n)

{

...

}

/*为了打印方便，我们写一个print吧。*/[code]

void print(int *a,int n)

{

int i

for(i=0i<ni++)

printf("%5d",a[i])

printf("\n")

}

main()

{ /*为了公平，我们给每个函数定义一个相同数组*/

int a1[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}

int a2[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}

int a3[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}

int a4[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}

int a5[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}

printf("the original list:")

print(a1,10)

printf("according to bubble:")

bubble(a1,10)

print(a1,10)

printf("according to choise:")

choise(a2,10)

print(a2,10)

printf("according to quick:")

quick(a3,0,9)

print(a3,10)

printf("according to insert:")

insert(a4,10)

print(a4,10)

printf("according to shell:")

shell(a5,10)

print(a5,10)

}

1.选择排序

（1）排序过程

给定一个数值集合，循环遍历集合，每次遍历从集合中选择出最小或最大的放入集合的开头或结尾的位置，下次循环从剩余的元素集合中遍历找出最小的并如上 *** 作，最后直至所有原集合元素都遍历完毕，排序结束。

（2）实现代码

//选择排序法

template

void Sort：：SelectSort（T* array， int size）

{

int minIndex；

for（int i = 0； i <size； i++）

{

minIndex = i；

for（int j = i + 1； j <size； j++）

{

if（array[minIndex] >array[j]）

{

minIndex = j；

}

}

if（minIndex ！= i）

{

Swap（array， i， minIndex）；

}

}

}

（3）分析总结

选择排序时间复杂度比较高，达到了O（n^2），每次选择都要遍历一遍无序区间。选择排序对一类重要的元素序列具有较好的效率，就是元素规模很大，而排序码却比较小的序列。另外要说明的是选择排序是一种不稳定的排序方法。

2.冒泡排序

（1）排序过程

冒泡排序的过程形如其名，就是依次比较相邻两个元素，优先级高（或大或小）的元素向后移动，直至到达序列末尾，无序区间就会相应地缩小。下一次再从无序区间进行冒泡 *** 作，依此循环直至无序区间为1，排序结束。

（2）实现代码

//冒泡排序法

template

void Sort：：BubbleSort（T* array， int size）

{

for（int i = 0； i <size； i++）

{

for（int j = 1； j <size - i； j++）

{

if（array[j] <array[j - 1]）

{

Swap（array， j， j - 1）；

}

}

}

}

（3）分析总结

冒泡排序的时间复杂度也比较高，达到O（n^2），每次遍历无序区间都将优先级高的元素移动到无序区间的末尾。冒泡排序是一种稳定的排序方式。

二、高级排序算法

（1）排序过程

归并排序的原理比较简单，也是基于分治思想的。它将待排序的元素序列分成两个长度相等的子序列，然后为每一个子序列排序，然后再将它们合并成一个序列。

（2）实现代码

//归并排序

template

void Sort：：MergeSort（T* array， int left， int right）

{

if（left <right）

{

int mid = （left + right） / 2；

MergeSort（array， left， mid）；

MergeSort（array， mid + 1， right）；

Merge（array， left， mid， right）；

}

}

//合并两个已排好序的子链

template

void Sort：：Merge（T* array， int left， int mid， int right）

{

T* temp = new T[right - left + 1]；

int i = left， j = mid + 1， m = 0；

while（i <= mid &&j <= right）

{

if（array[i] <array[j]）

{

temp[m++] = array[i++]；

}

else

{

temp[m++] = array[j++]；

}

}

while（i <= mid）

{

temp[m++] = array[i++]；

}

while（j <= right）

{

temp[m++] = array[j++]；

}

for（int n = left， m = 0； n <= right； n++， m++）

{

array[n] = temp[m]；

}

delete temp；

}

（3）分析总结

归并排序最好、最差和平均时间复杂度都是O（nlogn），是一种稳定的排序算法。