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请介绍一下几种经典的排序及算法,用C++实现(二)
2014-11-24 01:37:56 来源: 作者: 【 】 浏览:38
Tags:介绍 经典 排序 算法 实现
称(也就是数组首地址)、数组中元素个数


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*/


/*


====================================================


算法思想简单描述:



在直接插入排序算法中,每次插入一个数,使有序序列只增加1个节点,


并且对插入下一个数没有提供任何帮助。如果比较相隔较远距离(称为


增量)的数,使得数移动时能跨过多个元素,则进行一次比较就可能消除


多个元素交换。D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中实现


了这一思想。算法先将要排序的一组数按某个增量d分成若干组,每组中


记录的下标相差d.对每组中全部元素进行排序,然后再用一个较小的增量


对它进行,在每组中再进行排序。当增量减到1时,整个要排序的数被分成


一组,排序完成。



下面的函数是一个希尔排序算法的一个实现,初次取序列的一半为增量,


以后每次减半,直到增量为1。



希尔排序是不稳定的。


=====================================================


*/


void shell_sort(int *x, int n)


{


int h, j, k, t;



for (h=n/2; h>0; h=h/2) /*控制增量*/


{


for (j=h; j

{


t = *(x+j);


for (k=j-h; (k>=0 && t<*(x+k)); k-=h)


{


*(x+k+h) = *(x+k);


}


*(x+k+h) = t;


}


}


}




/*


================================================


功能:快速排序


输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中起止元素的下标


================================================


*/


/*


====================================================


算法思想简单描述:



快速排序是对冒泡排序的一种本质改进。它的基本思想是通过一趟


扫描后,使得排序序列的长度能大幅度地减少。在冒泡排序中,一次


扫描只能确保最大数值的数移到正确位置,而待排序序列的长度可能只


减少1。快速排序通过一趟扫描,就能确保某个数(以它为基准点吧)


的左边各数都比它小,右边各数都比它大。然后又用同样的方法处理


它左右两边的数,直到基准点的左右只有一个元素为止。它是由


C.A.R.Hoare于1962年提出的。



显然快速排序可以用递归实现,当然也可以用栈化解递归实现。下面的


函数是用递归实现的,有兴趣的朋友可以改成非递归的。



快速排序是不稳定的。最理想情况算法时间复杂度O(nlog2n),最坏O(n2)



=====================================================


*/


void quick_sort(int *x, int low, int high)


{


int i, j, t;



if (low < high) /*要排序的元素起止下标,保证小的放在左边,大的放在右边。这里以下标为low的元素为基准点*/


{


i = low;


j = high;


t = *(x+low); /*暂存基准点的数*/



while (i

{


while (it) /*在右边的只要比基准点大仍放在右边*/


{


j–; /*前移一个位置*/


}



if (i

{


*(x+i) = *(x+j); /*上面的循环退出:即出现比基准点小的数,替换基准点的数*/


i++; /*后移一个位置,并以此为基准点*/


}



while (i

{


i++; /*后移一个位置*/


}



if (i

{


*(x+j) = *(x+i); /*上面的循环退出:即出现比基准点大的数,放到右边*/


j–; /*前移一个位置*/


}


}



*(x+i) = t; /*一遍扫描完后,放到适当位置*/


quick_sort(x,low,i-1); /*对基准点左边的数再执行快速排序*/


quick_sort(x,i+1,high); /*对基准点右边的数再执行快速排序*/


}


}




/*


================================================


功能:堆排序


输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数


================================================


*/


/*


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算法思想简单描述:



堆排序是一种树形选择排序,是对直接选择排序的有效改进。


堆的定义如下:具有n个元素的序列(h1,h2,…,hn),当且仅当


满足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1)(i=1,2,…,n/2)


时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。



由堆的定义可以看出,堆顶元素(即第一个元素)必为最大项。完全二叉树可以


很直观地表示堆的结构。堆顶为根,其它为左子树、右子树。


初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树,调整它们的存储顺序,


使之成为一个堆,这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点


交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。


依此类推,直到只有两个节点


的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。



从算法描述来看,堆排序需要两个过程,一是建立堆,二是堆顶与堆的最后一个元素


交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数,二是反复调用渗透函数


实现排序的函数。



堆排序是不稳定的。算法时间复杂度O(nlog2n)。



*/


/*


功能:渗透建堆


输入:数组名称(也就是数组首地址)、参与建堆元素的个数、从第几个元素开始


*/


void sift(int *x, int n, int s)


{


int t, k, j;



t = *(x+s); /*暂存开始元素*/


k = s; /*开始元素下标*/


j = 2*k + 1; /*右子树元素下标*/



while (j

{


if (j

{


j++;


}



if (t<*(x+j)) /*调整*/


{


*(x+k) = *(x+j);


k = j; /*调整后,开始元素也随之调整*/


j = 2*k + 1;


}


else /*没有需要调整了,已经是个堆了,退出循环。*/


{


break;


}


}



*(x+k) = t; /*开始元素放到它正确位置*/


}




/*


功能:堆排序


输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数


*/


void heap_sort(int *x, int n)


{


int i, k, t;


int *p;



for (i=n/2-1; i>=0; i–)


{


sift(x,n,i); /*初始建堆*/


}



for (k=n-1; k>=1; k–)


{


t = *(x+0); /*堆顶放到最后*/


*(x+0) = *(x+k);


*(x+k) = t;


sift(x,k,0); /*剩下的数再建堆*/


}


}


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