C++实现排序算法
稳定性:快速 希尔 选择 堆排序不稳定
时间复杂度:平均情况下,快速、希尔、归并和堆排序的时间复杂度均为O(nlog2(n)),其他都是O(n^2)。最坏情况下,快排的时间复杂度为O(n^2)
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#define N 1000
using namespace std; //输出
void output(int a[], int num){
for(int i=;i<num;i++){
cout<<a[i]<<" ";
}
cout<<endl;
} //交换元素位置
void swap(int a[], int index1, int index2){
int tmp = a[index1];
a[index1] = a[index2];
a[index2] = tmp;
} //快速排序
void quickSort(int a[], int l, int r, int num){
if(l<r){
int left = l;
int right = r;
int tmp = a[l];
while(left<right){
while(left<right && a[right]>=tmp){
right--;
}
if(left<right){
a[left++] = a[right];
}
while(left<right && a[left]<=tmp){
left++;
}
if(left<right){
a[right--] = a[left];
}
}
a[left] = tmp;
//output(a,num);
quickSort(a,l,left-,num);
quickSort(a,left+,r,num);
}
} //冒泡排序
void bubbleSort(int a[], int num){
int i,j;
int flag = ;
for(i=num-;i>;i--){
flag = ;
for(j=;j<i;j++){
if(a[j]>a[j+]){
swap(a,j,j+);
flag=;
}
}
if(flag==){
break;
}
}
} //选择排序
void selectSort(int a[], int num){
int right,i;
int maxIndex;
for(right=num-;right>;right--){
maxIndex = ;
for(i=;i<right;i++){
if(a[maxIndex]<a[i]){
maxIndex = i;
}
}
swap(a,maxIndex,right);
} } //建立大顶堆
void buildHeap(int a[], int index, int len){
int curParent = a[index];
int child = index * +;
while(child<len){
if(child+<len && a[child]<a[child+]){
child++;
}
if(curParent < a[child]){
a[index] = a[child];
//这里不用把curParent赋值给child,因为还要迭代子树,如果孩子中有更大的,会上移,curParent还要继续下移
index = child;
child = child * +;
} else {
break;
}
}
a[index] = curParent;
} /*
void buildHeap(int a[], int i, int len){
int parent = a[i];
int left = i*2+1;
while(child < len){
if(child+1<len && a[child]<a[child+1]){
child++;
}
if(parent<a[child]){
a[i] = child;
child = 2*i+1;
} else {
break;
}
}
a[p] = parent;
}*/ //堆排序
void heapSort(int a[], int num){
int i;
for(i=num/-;i>=;i--){
buildHeap(a, i, num);
}
for(i=num-;i>=;i--){
int max = a[];
a[] = a[i];
a[i] = max;
buildHeap(a,,i);
} }
//插入排序
void insertSort(int a[], int num){
int i,j,tmp;
for(i=;i<num;i++){
tmp = a[i];
for(j=i-;j>=;j--){
if(a[j]>tmp){
a[j+] = a[j];
} else {
break;
}
}
a[j+] = tmp;
}
} void merge(int a[], int first, int mid, int last){
int *tmp = (int *)malloc((last-first+)*sizeof(int));
int i = first;
int j = mid+;
int k = ;
while(i<=mid && j<=last){
if(a[i]<=a[j]){
tmp[k++] = a[i++];
} else {
tmp[k++] = a[j++];
}
}
while(i<=mid){
tmp[k++] = a[i++];
}
while(j<=last){
tmp[k++] = a[j++];
}
for(i=first;i<=last;i++){
a[i] = tmp[i-first];
}
free(tmp);
} void mergeSort(int a[], int first, int last){
int mid = (first+last)/;
if(first<last){
mergeSort(a,first,mid);
mergeSort(a,mid+,last);
merge(a,first,mid,last);
}
} int main(){
int num;
while(cin>>num){
int i;
start = clock();
int *arr = new int[num];
for(int i=; i<num; i++){
arr[i] = rand()%;
//cin>>arr[i];
}
cout<<"待排序数组为:"<<endl;
output(arr,num); //quickSort(arr,0,num-1,num); //快速排序
//bubbleSort(arr,num); //冒泡排序
//selectSort(arr,num); //归并排序
//insertSort(arr,num); //插入排序
//heapSort(arr,num); //堆排序
//mergeSort(arr,0,num-1); //归并排序
stop = clock();
cout<<stop-start<<endl; cout<<"排序后的数组为:"<<endl;
output(arr,num); }
return ;
}
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