Leetcode 912. 排序数组

给你一个整数数组 nums，请你将该数组升序排列。

示例 1：

输入：nums = [5,2,3,1]
输出：[1,2,3,5]
示例 2：

输入：nums = [5,1,1,2,0,0]
输出：[0,0,1,1,2,5]
 

提示：

1 <= nums.length <= 50000
-50000 <= nums[i] <= 50000

速度：

快排：

 归并：

 堆排序：

解法一：快速排序

思路，如果直接使用原始的快速排序代码，会在某个特别大的case超时，原因是直接选择l作为中枢会使得在某些已排序好的序列中达到最坏情况，使得超时。因此选择中枢时使用随机数选择

class Solution {
public:
    vector<int> sortArray(vector<int>& nums) {
        srand((unsigned)time(NULL)); //参考leetcode题解使用
        quicksort(nums,0,nums.size()-1);
        return nums;
    }
    void quicksort(vector<int>& nums,int l,int r){
        if(l<r){
            int mid=getPartion(nums,l,r);
            quicksort(nums,l,mid);
            quicksort(nums,mid+1,r);
        }
    }
    int getPartion(vector<int>& nums,int l,int r){
        int p = rand() % (r - l + 1) + l;//参考leetcode题解使用
        swap(nums[l],nums[p]);
        int tmp=nums[l];
        int i=l,j=r;
        while(i<j){
            while(tmp<=nums[j]&&i<j) j--;
            nums[i]=nums[j];
            while(nums[i]<=tmp&&i<j) i++;
            nums[j]=nums[i];
        }
        nums[i]=tmp;
        return i;
    }
};

解法二：归并排序

class Solution {
public:
    vector<int> sortArray(vector<int>& nums) {
        v.resize(nums.size(),0);
        sort(nums,0,nums.size()-1);
        return nums;
    }
    void sort(vector<int>& nums,int l, int r){
        if(l>=r) return;
        int mid=(l+r)/2;
        sort(nums,l,mid);
        sort(nums,mid+1,r);
        merge(nums,l,mid,r);
    }
    void merge(vector<int>& nums,int l,int m,int r){
        int i=l,j=m+1,c=l;
        while(i<=m&&j<=r){
            if(nums[i]<=nums[j])
                v[c++]=nums[i++];
            else
                v[c++]=nums[j++];
        }
        while(i<=m)
            v[c++]=nums[i++];
        while(j<=r)
             v[c++]=nums[j++];
        for(j=l;j<=r;j++){
            nums[j]=v[j];
        }
    }
    vector<int> v;
};

解法三：堆排序

思路：使用大根堆，build之后，每次将0处元素放到末尾，然后fix

class Solution {
public:
    vector<int> sortArray(vector<int>& nums) {
        sort(nums,nums.size());
        return nums;
    }
    void sort(vector<int>& nums, int n){
        build(nums,n);
        for(int i=n-1;i>0;i--){
            swap(nums[0],nums[i]);
            fix(nums,i,0);
        }
    }
    void build(vector<int>& nums,int n){
        for(int i=n/2-1;i>=0;i--){
            fix(nums,n,i);
        }
    }
    void fix(vector<int>& nums,int n,int k){
        int tmp=nums[k];
        int j=2*k+1;
        while(j<n){
            if(j+1<n&&nums[j+1]>nums[j]) j++;
            if(tmp>nums[j]) break;
            nums[k]=nums[j];
            k=j;
            j=2*k+1;
        }
        nums[k]=tmp;
    }
};