排序演算法集合

/******************************************************************************************************************************** *功  能：各種排序演算法 *作  者：JarvisChu *時  間：2010-05-01 *知識點：            直接插入排序：1. 從i=2開始，如果L[i]>L[i-1],則進入2                                  2. L[0] = L[i],暫存L[i]，我們成L[i]為待插入的元素                                  3. L[i] = L[i-1],將L[i-1]後移一位，佔領原來L[i]的位置                                  4. 將i-1之前的所有比待插入元素大的資料，都往後移動一位                                  5. 將待插入的元素插入到不比它大的數的後面一位            Shell排序思路：先將表分割成幾個小組，每個小組進行直接插入排序，然後整體進行一趟直接插入排序                          理解：小組內進行的直接插入排序使得key小的元素能迅速跳躍式的移動到前面，key大的元素能跳躍式的移動到後面 *********************************************************************************************************************************/#include <iostream>using namespace std;#define MAX_ARRAY_SIZE 300typedef int ElemType;                                   //元素類型/*靜態尋找表的順序儲存結構*/typedef struct{    ElemType elem[MAX_ARRAY_SIZE];    int length;}SSTable;/*初始化靜態尋找表*/bool InitSSTable(SSTable* pSSTable){    pSSTable->length = 8; //實際的元素個數    pSSTable->elem[0] = 0;//監察哨    pSSTable->elem[1] = 49;//    pSSTable->elem[2] = 38;//    pSSTable->elem[3] = 65;//    pSSTable->elem[4] = 97;//    pSSTable->elem[5] = 76;//    pSSTable->elem[6] = 13;//    pSSTable->elem[7] = 27;//    pSSTable->elem[8] = 49;//    return true;}/*顯示出靜態表*/void DisplaySSTable(SSTable table){    for(int i=1;i<=table.length;i++){        cout<<table.elem[i]<<",  ";    }    cout<<endl;}/*直接插入排序 O(n*n)*/void InsertSort(SSTable* pSSTable){    for(int i=2;i<=pSSTable->length;i++){        if(pSSTable->elem[i] < pSSTable->elem[i-1]){            pSSTable->elem[0] = pSSTable->elem[i];            pSSTable->elem[i] = pSSTable->elem[i-1];            int j=i-2;            while(pSSTable->elem[0]<pSSTable->elem[j]){//凡是比它大的都往右移動                pSSTable->elem[j+1] = pSSTable->elem[j];                j--;            }/*            int j;            for(j=i-2;pSSTable->elem[0] < pSSTable->elem[j];j--){ //               cout<<"將"<<pSSTable->elem[j]<<"移動到"<<pSSTable->elem[j+1]<<endl;                pSSTable->elem[j+1] = pSSTable->elem[j];            }*/            pSSTable->elem[j+1] = pSSTable->elem[0];        }    }}/*折半插入排序 O(n*n)*/void BInsertSort(SSTable* pSSTable){    for(int i=2;i<=pSSTable->length;i++){        pSSTable->elem[0] = pSSTable->elem[i];        int low = 1;        int high = i-1;        while(low<=high){            int mid = (low+high)/2;            if(pSSTable->elem[mid]>pSSTable->elem[0]) high = mid-1;//在下半區            else low = mid+1;  //在上半區        }        //high+1就是應該插入的位置        for(int j=i-1;j>=high+1;j--){            pSSTable->elem[j+1] = pSSTable->elem[j];        }        pSSTable->elem[high+1] = pSSTable->elem[0];    }}/*一趟以dk為增量的Shell插入排序*/void ShellInsert(SSTable* pT,int dk){    for(int group=1;group<=dk;group++){//分成dk個小組        for(int i=group+dk;i<=pT->length;i+=dk){//對每一個小組進行直接插入排序            if(pT->elem[i] < pT->elem[i-dk]){//當前元素值，比它這個小組內的前一個元素值小                pT->elem[0] = pT->elem[i];//當前的元素暫時放在 0 處儲存                pT->elem[i] =pT->elem[i-dk];//將前一個元素移動到當前位置                int j = i-2*dk;//小組內，當前位置的前面第二個                while(j>=group+dk && pT->elem[j] > pT->elem[0]){// j>= 該小組的第一個元素的位置，且，pT[j]大於要比較的元素                    pT->elem[j+dk] = pT->elem[j];                    j -= dk;                }                pT->elem[j+dk] = pT->elem[0];            }        }    }}/*Shell插入排序，用增量序列dlta，對pSSTable所指向的表做t次直接插入排序*/void ShellSort(SSTable* pSSTable,int dlta[], int t){    for(int k=0;k<t;k++){        ShellInsert(pSSTable,dlta[k]);    }}/*冒泡排序（交換排序）*/void BubbleSort(SSTable* pT){    for(int i=1;i<pT->length;i++){//控制排序趟數，共pT->length-1趟        for(int j =1;j <= pT->length-i;j++){            if(pT->elem[j] > pT->elem[j+1]){                ElemType temp = pT->elem[j+1];                pT->elem[j+1] = pT->elem[j];                pT->elem[j] = temp;            }        }    }}/*Partition函數，完成一趟快速排序，並返回軸位置*/int Partition(SSTable* pT,int low,int high){    int pivot = pT->elem[low];//以最低位為軸    while(low < high){        while(low < high && pT->elem[high] >= pivot) high--;        pT->elem[low] = pT->elem[high];        while(low < high && pT->elem[low] <= pivot) low++;        pT->elem[high] =pT->elem[low];    }    pT->elem[low] = pivot;    return low;}/*快排 O(nlogn)*/void QSort(SSTable* pT,int low,int high){    if(low < high){        int pivot = Partition(pT,low,high);        QSort(pT,low,pivot-1);        QSort(pT,pivot+1,high);    }}/*簡單選擇排序*/void SelectSort(SSTable* pT){    for(int i=1;i<=pT->length-1;i++){        for(int j=i+1;j<=pT->length;j++){            if(pT->elem[j] < pT->elem[i]){                ElemType temp = pT->elem[j];                pT->elem[j] = pT->elem[i];                pT->elem[i] = temp;            }        }    }}int main(){    SSTable ST;/* 直接插入排序    InitSSTable(&ST);    InsertSort(&ST);    DisplaySSTable(ST);*//* 折半插入排序    InitSSTable(&ST);    BInsertSort(&ST);    DisplaySSTable(ST);*//* Shell排序    InitSSTable(&ST);    int dlta[4] = {5,3,2,1};    ShellSort(&ST,dlta,4);    DisplaySSTable(ST);*//* 冒泡排序    InitSSTable(&ST);    BubbleSort(&ST);    DisplaySSTable(ST);*//* 快排    InitSSTable(&ST);    QSort(&ST,1,ST.length);    DisplaySSTable(ST);*//* 簡單選擇排序    InitSSTable(&ST);    SelectSort(&ST);    DisplaySSTable(ST);*/    return 0;}