三大初级排序算法

1、冒泡排序
      冒泡排序是最慢的排序算法。在实际运用中它是效率最低的算法。它通过一趟又一趟地比较数组中的每一个元素，使较大的数据下沉，较小的数据上升。它是O(n^2)的算法。
2、插入排序
      插入排序通过把序列中的值插入一个已经排序好的序列中，直到该序列的结束。
3、Shell排序
      Shell排序通过将数据分成不同的组，先对每一组进行排序，然后再对所有的元素进行一次插入排序，以减少数据交换和移动的次数。平均效率是O(nlogn)。

冒泡排序C#实现：

    /// <summary>
    /// 冒泡排序
    /// </summary>
    public class BubbleSort : ISort
    {
        public int[] Sort(int[] array)
        {
            if (array != null)
            {
                for (int i = 0; i < array.Length; i++)
                {
                    for (int j = 1; j < array.Length - i; j++)
                    {
                        Swap(ref array[j - 1], ref array[j]);
                    }
                }
            }
            return array;
        }

        public static void Swap(ref int int1, ref int int2)
        {
            if (int1 > int2)
            {
                int temp = int1;
                int1 = int2;
                int2 = temp;
            }
        }
    }

插入排序C#实现：

    /// <summary>
    /// 插入排序
    /// </summary>
    public class InsertSort : ISort
    {
        public int[] Sort(int[] array)
        {
            if (array != null)
            {
                int k = 1;//使用k变量，后面更好的扩展到Shell排序
                for (int i = k; i < array.Length; i++)
                {
                    int current = array[i];
                    int preIndex = i - k;
                    while (preIndex >= 0 && preIndex < array.Length && current < array[preIndex])
                    {
                        array[preIndex + k] = array[preIndex];

                        preIndex = preIndex - k;
                    }
                    array[preIndex + k] = current;
                }
            }
            return array;
        }
    }

Shell排序C#实现：

    /// <summary>
    /// shell排序
    /// </summary>
    public class ShellSort : ISort
    {
        public int[] Sort(int[] array)
        {
            if (array != null)
            {
                int[] list = { 9, 5, 3, 2, 1 };
                foreach (int k in list)
                {
                    for (int i = k; i < array.Length; i++)
                    {
                        int current = array[i];
                        int preIndex = i - k;
                        while (preIndex >= 0 && preIndex < array.Length && current < array[preIndex])
                        {
                            array[preIndex + k] = array[preIndex];

                            preIndex = preIndex - k;
                        }
                        array[preIndex + k] = current;
                    }
                }
            }
            return array;
        }
    }

性能测试代码：

    class Program
    {
        public static Random re = new Random();
        static void Main(string[] args)
        {
            Stopwatch stw1 = new Stopwatch();
            Stopwatch stw2 = new Stopwatch();
            Stopwatch stw3 = new Stopwatch();

            int[] intArray1 = GetArray(int.MaxValue/100000);
            int[] intArray2 = GetArray(int.MaxValue/100000);
            int[] intArray3 = GetArray(int.MaxValue/100000);

            ISort sort1 = new BubbleSort();//冒泡排序
            stw1.Start();
            int[] result1 = sort1.Sort(intArray1);
            stw1.Stop();
            Console.WriteLine("输出排序的结果(冒泡排序)");
            Console.WriteLine("程序共运行时间:" + stw1.Elapsed.ToString());

            ISort sort2 = new InsertSort();//插入排序
            stw2.Start();
            int[] result2 = sort2.Sort(intArray2);
            stw2.Stop();
            Console.WriteLine("输出排序的结果(插入排序)");
            Console.WriteLine("程序共运行时间:" + stw2.Elapsed.ToString());

            ISort sort3 = new ShellSort();//Shell排序
            stw3.Start();
            int[] result3 = sort3.Sort(intArray3);
            stw3.Stop();
            Console.WriteLine("输出排序的结果(Shell排序)");
            Console.WriteLine("程序共运行时间:" + stw3.Elapsed.ToString());

            //输出排序的结果
            //OutputResult(result1, result2, result3);

            Console.ReadKey();
        }
    }

结果截图：