第四篇、C_快速、冒泡、选择、插入排序、二分查找排序、归并、堆排序

1.快速排序

　　实现：

　　　　1.取中间一个数作为支点

　　　　2.分别在支点的左右两边进行查找，如果左边查找到比支点大，右边查找到比支点小，就交换位置，如此循环，比支点小的数就排在了左边，比支点大的就排在右边

　　　　3.左右两边再用递归排序，就可以完成排序操作

　　　　

/**
*@brief 快速排序
*@params arr 数组 left 起始位置 right总点位置
*/
void  quickSort(int arr[],int left,int right)
{
    int i = left;
    int j = right;
    int pivot = arr[(left + right) / 2]; // 支点
   while(i <= j)  
   {
        while(arr[i] < pivot)
        {
            i++;
        }

        while(arr[j] > pivot) 
        {
            j--;
        } 

        if(i<=j)
        {
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
            i++;
            j--;
        }     
    }  


    // 递归
    if(left < j)
      {
            quickSort(arr,left,j);
       }
        
        if(i < right)
        {
            quickSort(arr,i,right);
        }
}

2.冒泡排序

　　原理：如果当前这个数比下一个数大，则交换位置，经过一次之后最大的数就排到了数组的末尾，以此类推

void bubble(inti arr[],int n)
{
    int i ;
    int temp;
    for(i=0;i<n-1;i++)
    {
        if(arr[i] > arr[i + 1])
        {
            temp = arr[i];
            arr[i] = arr[i + 1];
            arr[i + 1] = temp;
        }
    }

}

void bubbleSort(int arr[],int n)
{
    int i;
    for(i = n; i>=1; i--)
    {
        bubble(arr,i);
    }
}

3.选择排序

　　思路：

　　　　1.首先在数组中找到最大值并记录其下标

　　　　2.然后最大值与数组下标为n-1的交换。

int findMaxPos(int arr[],int n)
{
    int i;
    int max = arr[0];
    int pos = 0;
    for(int i = 0; i<n; i++)
    {
        if(arr[i] > max)
        {
            pos = i;
             max = arr[i];
        }
    }
    return pos;
}

void selectSort(int arr[],int n)
{
    while(n > 1)
    {
        int pos = findMaxPos(arr,n);
        int temp = arr[pos];
        arr[pos] = arr[n - 1];
        arr[n - 1] = temp;
        n--;
    }
}

4.插入排序

　　思路：

　　1.首要条件：两个数及以上

　　2.取到当前要插入的元素，以前面一个比较，如果小于前面，则需要把前面的大数移位，直到不满足小于的条件，插入相应的位置

void insert(int arr[],int n)
{
    int key = arr[n];
    int i = n;
    while(arr[i - 1] > key)
    {
        arr[i] = arr[i - 1];
        i--;
        if(i == 0)
        {
            break;
        }
    }
    arr[i] = key;
}

void insertionSort(int arr[],int n)
{
    int i;
    for(i=1; i< n; i++)
    {
        insert(arr,i);
    }
}

5.二分查找插入排序

/*
* 折半查找排序
* 思路：
* 1.直接插入排序中，通过二分查找待插入的位置pos
* 2.将pos + 1 到 i - 1元素往后移动一个位置
* 3.将带排序的元素复制到pos
*/

// 二分查找
/*
* 如查找的数组是： a[4] =[3,2,1,4] maxLength = 4 key对应数组下标的值;
* 第一次查找：pos = 0
* 第二次查找：pos = 1
* 第三次查找：pos = 2
* 第四次查找：
*/
int findPos(int a[],int maxLength,int key)
{
    int i = 0, low =0, hight = current - 1,pos;
    while(low <= hight)
    {
        pos = (low + hight) / 2;
        if(a[pos] > key){ // 向左边查找
            hight = pos - 1;
        }else{
            low = pos + 1;
        }else{
            return pos; // 返回查找到的位置
        }
    
    return -1; // 没有找到
}

// 插入排序
void binInsertSort(int a[])
{
    int i = 0, temp,pos,j;
    for(i = 0; i<a.count; i++)
    {
        pos = findPos(a,i,a[i]);
        temp = a[i];
        for(j = i -1;j >= pos;j--)
        {
            a[j + 1] = a[j]; // 元素后移
        }
        a[pos] = temp;
    }
}

6.归并排序

　　思路：就是将两个已经排好序的数组，合成一个排好序的数组

　　1.先把数组中单个元素看做是已经排好序的堆

　　2.合并两个相邻的堆，重复多次，就之后剩下两个在进行合并

int *sort(int a[],int b[])
{
    int maxLength = a.length + b.length
    int temp[maxLength];
    
    int ai = 0;
    int bi = 0;
    int tempi = 0;
    while(ai < a.length && bi <b.length)
    {
        if(a[ai] < b[bi])
        {
            temp[tempi++] = a[ai++];
        }
        else{
            temp[tempi++] = b[bi++];
        }
    }
    
    // 判断那个数组最长，把长出来的继续添加到temp数组中
    while(ai < a.length) temp[tempi++] = a[ai++];
    while(bi < b.length) temp[tempi++] = b[bi++];
    
    return temp;
}

7.堆排序

　　思路：

　　1.先把要排序的数组如a[9]={20,50,20,40,70,10,80,30,60}，构造堆（有大顶堆和小顶堆）

　　在构造有序堆时，我们开始只需要扫描一半的元素（n/2-1 ~ 0）即可，为什么?
　　因为(n/2-1)~0的节点才有子节点，如图1，n=8,(n/2-1) = 3 即3 2 1 0这个四个节点才有子节点

　　2.筛选

　　3.调整堆    private static void heapSort(int[] arr) {

int len = arr.length -1;
        for(int i = len/2 - 1; i >=0; i --){ //堆构造
            heapAdjust(arr,i,len);
        }

　　　　　// 执行到这里，说明根节点(a[0])是最大值或者是最小值了
        while (len >=0){
            swap(arr,0,len--);    //将堆顶元素与尾节点交换后，长度减1，尾元素最大
            heapAdjust(arr,0,len);    //再次对堆进行调整
        }
    }

public static  void heapAdjust(int[] arr,int i,int len){
    int left,right,j ;
    while((left = 2*i+1) <= len){    //判断当前父节点有无左节点（即有无孩子节点，left为左节点）
        right = left + 1;  //右节点或者写 2*i+2
        j = left;   //j"指针指向左节点"
        if(j < len && arr[left] < arr[right])    //右节点大于左节点
            j ++;     //当前把"指针"指向右节点
        if(arr[i] < arr[j])    //将父节点与孩子节点交换（如果上面if为真，则arr[j]为右节点，如果为假arr[j]则为左节点）
            swap(arr,i,j);
        else         //说明比孩子节点都大，直接跳出循环语句
            break;
        i = j;
    }
}
    public static  void swap(int[] arr,int i,int len){
             int temp = arr[i];
              arr[i] = arr[len];
             arr[len] = temp;
    }