数据结构--各种排序的实现(排序小结 希尔排序 快排 堆排序 归并排序)

对各种排序算法的实现

1.冒泡排序：

#include "stdio.h"
#define N 100005

void Swap(int *x,int *y){ int k=*x; *x=*y; *y=k; }

void Bubble_sort(int st,int en,int *a)  //冒泡排序
{
    int i,j;
    for(i=en; i>st; i--)
    {
        for(j=st; j<i; j++)  //每次j循环结束，保证a[i]是a[st]~a[i]中最小的
            if(a[j]>a[j+1]) Swap(&a[j],&a[j+1]);
    }
}

int main()
{
    int n;
    int a[N];
    scanf("%d",&n);
    for(int i=0; i<n; i++)  scanf("%d",&a[i]);
    Bubble_sort(0,n-1,a);
    for(int i=0; i<n; i++)  printf("%d ",a[i]);
    printf("
");
}

2.快速排序：

#include "stdio.h"
#define N 100005

void T_sort(int st,int en,int *a)  //快速排序
{
    if(st>=en) return ;
    int l=st,r=en;
    int temp = a[st];  //以子表的首记录作为支点记录，放入temp变量
    while(l<r)
    {
        while(l<r && a[r]>=temp)
            --r;
        if(l<r)
            a[l++] = a[r];  //将比支点小的记录交换到低端
        while(l<r && a[l]<=temp)
            ++l;
        if(l<r)
            a[r--] = a[l];  //将比支点大的记录交换到高端
    }
    a[l] = temp;
    T_sort(st,l-1,a);  //递归排序
    T_sort(l+1,en,a);  //递归排序
}

int main()
{
    int n;
    int a[N];
    scanf("%d",&n);
    for(int i=0; i<n; i++)  scanf("%d",&a[i]);
    T_sort(0,n-1,a);
    for(int i=0; i<n; i++)  printf("%d ",a[i]);
    printf("
");
}

3.希尔排序：

#include "stdio.h"
#define N 100005

void Shell_sort_in_k(int *a,int n,int dk)
{
    int i,j,k;
    for(i=1; i<=dk; ++i)
    {
        for(j=i+dk; j<=n; j+=dk)
        {
            a[0] = a[j];
            for(k=j-dk; k>0&&a[0]<a[k]; k-=dk)
                a[k+dk] = a[k];
            a[k+dk] = a[0];
        }
    }
}

void Shell_sort(int *a,int n)
{
    int k = n/2;
    while(k)
    {
        Shell_sort_in_k(a,n,k); //按增量k对顺序表进行希尔排序~
        k = k/2;  //k每次变为原来的一半
    }
}

int main()
{
    int n;
    int a[N];
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1; i<=n; i++)  scanf("%d",&a[i]); //堆排序要从下标1开始存起
    Shell_sort(a,n);
    for(int i=1; i<=n; i++)  printf("%d ",a[i]);
    printf("
");
}

4.堆排序：

#include "stdio.h"
#define N 100005

void Swap(int *x,int *y) { int k=*x; *x=*y; *y=k; }

void Heap_sort_k(int *a,int st,int en)  //将a[st]~a[en]建成大根堆
{
    int j;
    int temp = a[st];
    for(j=2*st; j<=en; j*=2)
    {
        if(j<en && a[j]<a[j+1]) j++;
        if(temp >= a[j]) break;
        a[st] = a[j];
        st = j;
    }
    a[st] = temp; //将temp插入到s位置上
}

void Heap_sort(int *a,int n)
{
    for(int i=n/2; i>0; i--)
        Heap_sort_k(a,i,n); //将a[1]~a[n]建成大根堆
    for(int i=n; i>1; i--)
    {
        Swap(&a[1],&a[i]);  //将堆顶记录与当前未排序的子序列a[]中最后一个记录相互交换
        Heap_sort_k(a,1,i-1); //将a[1..i-1]重新调整为大根堆
    }
}

int main()
{
    int n;
    int a[N];
    scanf("%d",&n);
    for(int i=1; i<=n; i++)  scanf("%d",&a[i]); //堆排序要从下标1开始存起
    Heap_sort(a,n);
    for(int i=1; i<=n; i++)  printf("%d ",a[i]);
    printf("
");
}

5.归并排序：

#include "stdio.h"
#define N 100005
int c[N]; //辅助空间

void Merge(int *a,int st,int mid,int en)
{
    int i=st,j=mid+1,k=0;
    while(i<=mid && j<=en)  //将两段区间由小到大并入c[];
    {
        if(a[i]<=a[j])
            c[k++]=a[i++];
        else
            c[k++]=a[j++];
    }
    if(i<=mid)  //将剩余的a[i..mid]复制到c[];
        while(i<=mid) c[k++]=a[i++];
    if(j<=en)  //将剩余的a[j..en]复制到c[];
        while(j<=en)  c[k++]=a[j++];
    for(i=st; i<=en; i++)
        a[i]=c[i-st];
}

void Merge_sort(int *a,int st,int en)  //归并排序
{
    if(st==en) return ;
    int mid = (st+en)/2;
    Merge_sort(a,st,mid);    //递归的对a[st~mid]进行归并排序
    Merge_sort(a,mid+1,en);  //递归的对a[mid+1~en]进行归并排序
    Merge(a,st,mid,en); //两子数组归并为有序
}

int main()
{
    int n;
    int a[N];
    scanf("%d",&n);
    for(int i=0; i<n; i++)  scanf("%d",&a[i]);
    Merge_sort(a,0,n-1);
    for(int i=0; i<n; i++)  printf("%d ",a[i]);
    printf("
");
}

6.基数排序：

排序合集：

#include "stdio.h"
#include "string.h"

#define N 10005

void Swap(int *x,int *y)  //交换
{
    int t;
    t = *x;
    *x = *y;
    *y = t;
}

void Shell_sort_in_k(int *a,int n,int dk) //对顺序表a进行一趟增量为dk的Shell排序，dk为步长因子
{
    int i,j,k;
    for(i=1; i<=dk; ++i)  //当前有dk个子序列，共插入排序dk次
    {
        for(j=i+dk; j<=n; j+=dk)  //对每一个子序列进行插入排序
        {
            a[0] = a[j];  //当前要插入的元素为a[j];
            for(k=j-dk; k>0&&a[0]<a[k]; k-=dk)
                a[k+dk] = a[k];
            a[k+dk] = a[0];
        }
    }
}

void Shell_sort(int *a,int n)
{
    int k=n/2;
    while(k)
    {
        Shell_sort_in_k(a,n,k);  //按增量k对顺序表进行希尔排序~
        k = k/2;  //k每次变为原来的一半
    }
}

void T_sort(int l,int r,int *a) //快速排序
{
    int temp=a[l];   //以子表的首记录作为支点记录，放入temp变量
    if(l>=r) return ;
    int start = l;
    int end = r;
    while(l<r)  //从表的两端交替地向中间扫描
    {
        while(l<r && a[r]>=temp)
            --r;
        if(l<r)
            a[l++] = a[r];   //将比支点小的记录交换到低端
        while(l<r && a[l]<=temp)
            ++l;
        if(l<r)
            a[r--] = a[l];   //将比支点大的记录交换到高端
    }
    a[l] = temp;
    T_sort(start,l-1,a);  //递归排序
    T_sort(l+1,end,a);    //递归排序
}

void Heap_sort_k(int *a,int start,int end)
{
    int j;
    int temp = a[start];  //temp暂存待插入的记录
    for(j=2*start; j<=end; j*=2)  //沿a[j],a[j+1]中较大的孩子结点向下筛选
    {
        if(j<end && a[j] < a[j+1])
            j++;
        if(temp >= a[j]) break;
        a[start] = a[j];
        start = j;
    }
    a[start] = temp;  //将temp插入到s位置上
}

void Heap_sort(int *a,int n)  //堆排序
{
    int i;
    for(i=n/2; i>0; i--)
        Heap_sort_k(a,i,n);  //将a[1]~a[n]建成大根堆
    for(i=n; i>1; i--)
    {
        Swap(&a[1],&a[i]);   //将堆顶记录与当前未排序的子序列a[]中最后一个记录相互交换
        Heap_sort_k(a,1,i-1);  //将a[1..i-1]重新调整为大根堆
    }
}

int c[N];  // 辅助空间

void Merge(int *a,int start,int mid,int end)  //将a[start~mid]与a[mid+1~end]合并;
{
    int m,n;
    int i,j,k;
    i = start; m = mid;
    j = mid+1; n = end;
    k = 0;
    for( ; i<=m && j<=n; ++k)  //将两段区间由小到大并入c[];
    {
        if(a[i]<a[j]) c[k] = a[i++];
        else
            c[k] = a[j++];
    }
    if(i<=m)  ////将剩余的a[i..m]复制到c[];
    {
        for( ; i<=m; ++i)
            c[k++] = a[i];
    }
    if(j<=n)  ////将剩余的a[j..n]复制到c[];
    {
        for( ; j<=n; ++j)
            c[k++] = a[j];
    }
    for(i=start; i<=end; ++i)
        a[i] = c[i-start];
}

void M_sort(int *a,int start,int end)  //归并排序
{
    if(start==end) return ;
    int mid = (start+end)/2;
    M_sort(a,start,mid);  //递归的对a[start~mid]进行归并排序
    M_sort(a,mid+1,end);  //递归的对a[mid+1~end]进行归并排序
    Merge(a,start,mid,end);
}

int In_put(int *a);  //初始化顺序表
void Out_put(int *a,int n);  //输出顺序表

int main()
{
    int n;
    int a[N];
//
    printf("
	/******************下面进行希尔排序：************************/
");
    n = In_put(a);
    Shell_sort(a,n);  //希尔排序
    printf("希尔排序的结果如下：
");
    Out_put(a,n);
//
    printf("
	/******************下面进行快速排序：************************/
");
    n = In_put(a);
    T_sort(1,n,a);
    printf("快速排序的结果如下：
");
    Out_put(a,n);
//
    printf("
	/*******************下面进行堆排序：*************************/
");
    n = In_put(a);
    Heap_sort(a,n);
    printf("堆排序的结果如下：
");
    Out_put(a,n);
//
    printf("
	/******************下面进行归并排序：************************/
");
    n = In_put(a);
    M_sort(a,1,n);
    printf("归并排序的结果如下：
");
    Out_put(a,n);
//
    //printf("
	/******************下面进行基数排序：************************/
");
    //n = In_put(a);
    //Radix_sort(a,1,n);
    //printf("基数排序的结果如下：
");
    //Out_put(a,n);
//
    return 0;
}

int In_put(int *a)
{
    int i,n;
    memset(a,0,sizeof(a));
    printf("请输入顺序表的元素个数n：
");
    scanf("%d",&n);
    printf("接下来输入顺序表：
");
    for(i=1; i<=n; ++i)
        scanf("%d",&a[i]);
    return n;
}

void Out_put(int *a,int n)   //输出排序后的顺序表
{
    int i;
    for(i=1;i<=n; ++i)
        printf("%d ",a[i]);
    printf("
");
}