C++中几种排序算法的实现

其实问题很简单：随机生成100个数，编写以下4种排序算法对其从小到大排序。冒泡排序
快速排序
希尔排序
堆排序
归并排序
选择排序
冒泡排序

算法理解：（具体参考：https://www.cnblogs.com/kkun/archive/2011/11/23/2260280.html）代码实现：[cpp] view plain copy#include <iostream>  
#include <cstdlib>  
#include <ctime>  
  
using namespace std;  
//Swap-交换  
template<class T>  
void Swap(T &a,T &b)  
{  
    T tmp=a;  
    a=b;  
    b=tmp;  
}  
//BubbleSorting Small->Large  
template<class T>  
void BubbleSorting(T A[])  
{  
    for(int i=99;i>0;i--)//Times-外循环，n-1次  
    {  
        int flag=0;//引入flag,稍作性能提升  
        for(int j=0;j<99;j++)  
        {  
            if(A[j]>A[j+1])  
            {  
                Swap(A[j],A[j+1]);  
                flag=1;  
            }  
        }  
        if(!flag)break;  
    }  
}  
int main()  
{  
    clock_t start_time = clock();  
  
    srand(unsigned(time(NULL)));  
    const int min=-100;  
    const int max= 100;  
    int A[200];  
    for(int i=0;i<100;i++){A[i]=rand()%(max-min+1)+min;}//Generate 100 random figures  
    cout<<"The random numbers are:"<<endl;  
    for(int i=0;i<100;i++){cout<<A[i]<<"\t";}//Output the disordered numbers  
    cout<<endl;  
    cout<<"The ordered numbers are:"<<endl;  
    BubbleSorting(A);//Bubble Sorting  
    for(int i=0;i<100;i++){cout<<A[i]<<"\t";}//Output the disordered numbers  
    cout<<endl;  
    cout << "The elapsed time is:" << double(clock() - start_time) << 's' << endl;  
    return 0;  
}  

快速排序

算法理解：（具体参考：https://www.cnblogs.com/MOBIN/p/4681369.html）代码实现：[cpp] view plain copy  
[cpp] view plain copy#include<iostream>  
#include<cstdlib>  
#include<ctime>  
  
using namespace std;  
//交换   
template<class T>  
void Swap(T &a,T &b)  
{  
    T tmp=a;  
    a=b;  
    b=tmp;  
}  
//划分  
template<class T>  
int Partion(T elem[],int low,int high)  
{  
    while(low<high)//这里无需“=”即可  
    {  
        while(low<high&&elem[low]<=elem[high])high--;  
        Swap(elem[low],elem[high]);  
        while(low<high&&elem[low]<=elem[high])low++;  
        Swap(elem[low],elem[high]);  
    }  
    return low;  
}  
//递归   
template<class T>  
void Help(T elem[],int low,int high)  
{  
    if(low<high)  
    {  
        int KeyPoint=Partion(elem,low,high);  
        Help(elem,low,KeyPoint-1);  
        Help(elem,KeyPoint+1,high);  
    }  
}  
template<class T>  
void QuickSort(T elem[],int n)  
{  
    Help(elem,0,n-1);  
}  
  
int main()  
{  
    clock_t start_time=clock();  
    srand(unsigned(time(NULL)));  
  
    const int min=-100;  
    const int max= 100;  
    int A[200];  
    cout<<"The random numbers are:"<<endl;  
    for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout<<endl;  
    cout<<"The ordered numbers are:"<<endl;  
    QuickSort(A,100);  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout<<endl;  
    cout<<"The elapsed time is "<< double(clock()-start_time) <<'s'<<endl;  
  
}  

希尔排序

算法理解：（具体参考：https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3597597.html）代码实现：[cpp] view plain copy#include <iostream>  
#include <cstdlib>  
#include <ctime>  
using namespace std;  
  
template<class T>  
void ShellInsert(T elem[],int n,int incr)<span style="font-family:Arial, Helvetica, sans-serif;">//incr代表间距</span>  
{  
    for(int i=incr;i<n;i++)  
    {  
        T xp=elem[i];  
        int j;  
        for(j=i-incr;j>=0&&elem[j]<xp;j-=incr)//注意这里是xp,若写elem[i],数值容易被覆盖，导致错误排序。  
        {  
            elem[j+incr]=elem[j];  
        }  
        elem[j+incr]=xp;  
    }  
}  
template<class T>  
void ShellSorting(T elem[],int n,int inc[],int t)  
{  
    for(int k=0;k<t;k++)  
    {  
        ShellInsert(elem,n,inc[k]);  
    }  
}  
int main()  
{  
    clock_t start_time=clock();  
  
    srand(unsigned(time(NULL)));  
    const int min=-300;  
    const int max= 300;  
    int A[100];  
    int inc[10];  
    int num=100;  
    for(int i=0;i<6;i++)  
    {  
        num=num/2;  
        inc[i]=num;  
    }  
  
    cout<<"The random numbers are:"<<endl;  
    for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout<<endl;  
    cout<<"The ordered numbers are:"<<endl;  
    ShellSorting(A,100,inc,6);  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout<<endl;  
    cout<<"The elapsed time is: "<<double(clock()-start_time)<<'s'<<endl;  
  
    return 0;  
}  

堆排序

算法理解：（具体参考：https://www.cnblogs.com/jingmoxukong/p/4303826.html）代码实现：[cpp] view plain copy#include <iostream>  
#include <cstdlib>  
#include <ctime>  
using namespace std;  
  
//Swap  
void Swap(int &a,int &b){  
    int tmp=a;  
    a=b;  
    b=tmp;  
}  
//Adjust the big node  
void AdjustHelp(int A[],int low,int high){//调整堆  
    for(int p=low,i=low*2+1;i<=high;i=i*2+1){  
        if(i<high&&A[i]<A[i+1])i++;  
        if(A[p]>A[i])break;  
        Swap(A[p],A[i]);  
        p=i;  
    }  
}  
//HeapSort Algorithm  
void HeapSort(int A[],int n){  
    for(int i=(n-2)/2;i>=0;i--){//写入堆  
        AdjustHelp(A,i,n-1);  
    }  
    for(int i=n-1;i>0;i--){//排序  
        Swap(A[i],A[0]);  
        AdjustHelp(A,0,i-1);  
    }  
}  
int main()  
{  
    clock_t start_time = clock();  
    int A[100];  
    const int min=-99;  
    const int max=99;  
    srand(unsigned(time(NULL)));  
    cout << "The previous numbers are:" << endl;  
    for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout << endl;  
    cout << "The current numbers are:"<<endl;  
    HeapSort(A,100);  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout << endl;  
    cout << "The elapsed time is: " << double(clock()-start_time)<<"s"<<endl;  
    return 0;  
}

归并排序
算法理解：（具体参考：http://blog.csdn.net/yuehailin/article/details/68961304）代码实现：[cpp] view plain copy#include <iostream>  
#include <cstdlib>  
#include <ctime>  
using namespace std;  
void Merge(int elem[],int tmp[],int low,int mid,int high){  
    int i=low,j=mid+1;  
    int m=mid,n=high;  
    int k=low;  
    while(i<=m&&j<=n){  
        if(elem[i]<elem[j]){  
            tmp[k++]=elem[i++];  
        }  
        else  
            tmp[k++]=elem[j++];  
    }  
      
    while(i<=m)tmp[k++]=elem[i++];  
    while(j<=n)tmp[k++]=elem[j++];  
    for(i=low;i<=high;i++){  
        elem[i]=tmp[i];  
    }  
}  
//  
void Help(int elem[],int tmp[],int low,int high){  
    if(low<high){  
        int mid=(low+high)/2;  
        Help(elem, tmp, low, mid);  
        Help(elem,tmp,mid+1,high);  
        Merge(elem, tmp, low, mid, high);  
    }  
}  
//  
void MergeSort(int elem[],int n){  
    int *p=new int
;  
    Help(elem,p,0,n-1);  
    delete[] p;  
}  
int main() {  
    // insert code here...  
    clock_t start_time=clock();  
    srand(unsigned(time(NULL)));  
    int A[100];  
    const int min=1;  
    const int max=100;  
    cout<<"The previous numbers are:"<<endl;  
    for(int i=0;i<100;i++)A[i]=rand()%(max-min+1)+min;  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout<<endl;  
    cout<<"The current numbers are:"<<endl;  
    MergeSort(A,100);  
    for(int i=0;i<100;i++)cout<<A[i]<<"\t";  
    cout<<endl;  
    cout<<"The elapsed time is: "<<double(clock()-start_time)<<"s"<<endl;  
    cout<<endl;  
    return 0;  
}  

选择排序（C）

代码实现：[cpp] view plain copy#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int main()
{
  time_t ts;
  srand((unsigned int)time(&ts));
  int a[10];
  printf("随机数为：");
  for(int i=0; i<10; i++)
    {
      a[i]=rand()%100;
      printf("%d ",a[i]);
    }

  for(int i=0; i<9; i++) //0-8 9个数 最后一个数不用比较
    {
      int max=i;//标识最大数下标 假定a[0]最大
      for(int j=i+1; j<10; j++) //选择法排序
        {
          if(a[max]<a[j])
            {
              max=j;
            }
        }
      if(max!=i)
        {
          int t=a[max];
          a[max]=a[i];
          a[i]=t;
        }
    }
  printf("\n从大到小排序为：");
  for(int i=0; i<10; i++)
    {
      printf("%d ",a[i]);
    }
    return 0;
}