#include <stdio.h>

void swap(int *a, int *b);
void bubble_sort(int a[], int n);
void select_sort(int a[], int n);
void insert_sort(int a[], int n);
void shell_sort(int a[], int n);
void heap_adjust(int a[], int i, int n);
void heap_sort(int a[], int n);
void quick_sort(int a[], int low, int high); int main()
{
// int arr[] = {0,2,3,1,6,9,8,7,4,5};
int arr[1000];
int n,m;
printf("请输入你排序的数字个数:\n");
scanf("%d",&n);
printf("请输入你排序的%d个数字:\n",n);
for(int i=0;i<n;i++)
scanf("%d",&arr[i]);
printf("请输入你所使用的排序方法(数字):\n1 冒泡排序\n2 选择排序\n3 插入排序\n4 希尔排序\n5 堆排序\n6 高速排序\n");
scanf("%d",&m);
switch(m){
case 1:
bubble_sort(arr, n);
break;
case 2:
select_sort(arr, n);
break;
case 3:
insert_sort(arr, n);
break;
case 4:
shell_sort(arr, n);
break;
case 5:
heap_sort(arr, n);
break;
case 6:
quick_sort(arr, 0, n-1);
break;
} for (int i = 0; i < n; i++)
{
printf("%d\n", arr[i]);
} return 0;
} //交換數據
void swap(int *a, int *b)
{
int tmp = *a;
*a = *b;
*b = tmp;
} //冒泡排序法
//時間複雜度O(n^2) 空間複雜度O(1)
void bubble_sort(int a[], int n)
{
int i, j;
//旗幟位。判斷這次遍歷是否有交換
int flag = 1; for (i = 0; i < n && flag; i++)
{
flag = 0;
for (j = n-2 ; j >= i; j--)
{
if (a[j] > a[j+1])
{
swap(&a[j], &a[j+1]);
flag = 1;
}
}
}
} //簡單選擇排序
//時間複雜度O(n^2) 空間複雜度O(1)
void select_sort(int a[], int n)
{
int i, j, min; for (i = 0; i < n ; i++)
{
min = i;
for (j = i+1; j < n; j++)
{
if (a[j] < a[min])
{
min = j;
}
}
if (min != i)
{
swap(&a[min], &a[i]);
}
}
} //直接插入排序
//時間複雜度O(n^2) 空間複雜度O(1)
void insert_sort(int a[], int n)
{
for (int i = 0; i < n ; i++)
{
int temp = a[i];
int j = i-1;
while (j>=0 && a[j] > temp)
{
a[j+1] = a[j];
j--;
}
a[j+1] = temp;
}
} //希爾排序
//時間複雜度為O(nlogn) 空間複雜度為O(1)
void shell_sort(int a[], int n)
{
int i,j,temp;
int gap = 0;
while (gap <= n) gap = gap*3+1;
while (gap > 0)
{
for (i = gap; i < n; i++)
{
temp = a[i];
j = i - gap;
while (j >= 0 && a[j] > temp)
{
a[j+gap] = a[j];
j = j - gap;
}
a[j+gap] = temp;
}
gap = (gap-1)/3;
}
} //堆排序
//時間複雜度為O(nlogn) 空間複雜度為O(1)
void heap_sort(int a[], int n)
{
for (int i = n/2 - 1; i >= 0; i--)
{
heap_adjust(a, i, n);
}
for (int i = n-1; i > 0; i--)
{
swap(&a[0], &a[i]); heap_adjust(a, 0, i);
}
} //構建大頂堆
void heap_adjust(int a[], int i, int n)
{
int child, temp; for (temp = a[i]; 2*i+1 < n; i = child)
{
child = 2*i+1;
//取得較大子結點索引
if (child < n -1 && a[child] < a[child+1]) child++;
//保證父結點大於等於子結點
if (temp < a[child]) swap(&a[i], &a[child]);
else break;
}
} //高速排序
//時間複雜度為O(nlogn) 空間複雜度為O(logn) ~ O(n)
void quick_sort(int a[], int low, int high)
{
int i = low+1;
int j = high;
int key = a[low]; if (low >= high) return; while (1) {
while (key<a[j]) j--;
while (key>a[i] && i<j) i++;
if (i >= j) break; swap(&a[i], &a[j]); if (a[i] == key) j--;
else i++;
} swap(&a[low], &a[j]); if (i-1>low) quick_sort(a, low, i-1);
if (j+1<high) quick_sort(a, j+1, high);
}

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