c++ 6种排序算法 源代码

// sort.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include "stdafx.h"
#include <iostream>

using namespace std;
template <typename T>
void print(T* &arr,int len) {
    for (int i=0;i<len;i++)
    {
        cout<<*(arr+i)<<' ';
    }
    cout<<endl;
}

//简单选择排序
/*
1.i=[0,len-1),j=[i+1,len-1]数组第i元素值与j元素值比较，大于交换i与j的元素值
2.j+=1 重复第一步直到 j == len
3.i+=1 重复第一步 直到 i == len - 1
*/

template <typename T>
void select_sort(T* &array,int len){
    if (NULL == array)
    {
        cout<<"#ERROR  "<<__FILE__<<"  Line:"<<__LINE__<<" null point error"<<endl;
        return;
    }
    for (int i=0; i<len-1; i++)
        for (int j=i+1;j<len;j++)
            if (array[i] > array[j])
                swap(array[i],array[j]);
}

//冒泡排序
/*
1.BUBBLE相邻2个元素比较，大则交换
  每一次使得最大的值到最上面
*/
template <typename T>
void bubble_sort(T* &array,int len){
    if (NULL == array)
    {
        cout<<"#ERROR  "<<__FILE__<<"  Line:"<<__LINE__<<" null point error"<<endl;
        return;
    }
    bool flag;
    for (int i=0; i<len-1; i++)
    {
        flag = true;
        for (int j=0;j<len-i-1;j++)
            if (array[j] > array[j+1])
            {
                flag = false;
                swap(array[j],array[j+1]);
            }
        if (flag) break;
    }
}

//插入排序
/*
1.i属于[1,len)从i位置往前判断j属于[0,i)
 则后一个元素与前一个相比小于则替换，大于等于退出第一个循环
*/
template <typename T>
void insert_sort(T* &array,int len){
    if (NULL == array)
    {
        cout<<"#ERROR  "<<__FILE__<<"  Line:"<<__LINE__<<" null point error"<<endl;
        return;
    }
    for (int i=1; i<len; i++)
    {
        for (int j=i;j;j--)
        {
            if (array[j] >= array[j-1])
                break;
            swap(array[j],array[j-1]);
        }
    }
}

//归并排序
/*
用到二分思想将数据递归成左右2边得到链表A,B
1.链表A,B用链表归并来得到新的有序链表
*/
template <typename T>
void merge(T* &array,int left,int mid,int right,T* temp){
    int i = left;
    int j = mid+1;
    int k = 0;

    while (i<=mid && j<=right)
    {
        if (array[i] > array[j])
            temp[k++] = array[j++];
        else
            temp[k++] = array[i++];
    }
    //追加最后
    while (i <= mid)
        temp[k++] = array[i++];
    while (j<=right)
        temp[k++] = array[j++];
    //临时变量copy到元素组中
    k = 0;
    while(left<=right)//没注意写成k<=right 调试了半天。 数据变成大数考虑是否赋值越界
        array[left++] = temp[k++];  
}
template <typename T>
void merger_sort(T* &array,int left,int right,T* temp){
    if (left < right)
    {
        int mid = (left + right)/2;
        merger_sort<T>(array,left,mid,temp);//排序左边子序列
        merger_sort<T>(array,mid+1,right,temp);//排序右边子序列
        merge<T>(array,left,mid,right,temp);//左右2边归并
    }
}
template <typename T>
void merger_sort(T* &array,int len){
    if (NULL == array)
    {
        cout<<"#ERROR  "<<__FILE__<<"  Line:"<<__LINE__<<" null point error"<<endl;
        return;
    }
    T* temp = new T[len];
    merger_sort<T>(array,0,len-1,temp);
    if (NULL != temp)
    {
        delete[] temp;
        temp = NULL;
    }
}
//快排
/*
(一）挖坑填坑
1.以第一个元素为基准X 初始值前缀i = left 后缀j = right
2.后缀从后往前查找j元素值 < X;i处 赋值 j元素值
3.前缀从前往后查找i元素值 > X;j处 赋值 i元素值
重复第2,3步
（二）分治
1.左边[left,i)执行(一)
2.右边(i,right]执行(一）
递归执行1,2
*/
template <typename T>
int dig_fil(T* &array,int left,int right){
    T X = array[left];
    int i = left;
    int j = right;
    while (i<j)
    {
        while(j>i && array[j] >= X)j--; 
        if (j>i)//只有满足后缀大于前缀才能赋值 不然会数组越界
        {
            array[i] = array[j];
            i++;
        }
        while(i<j && array[i] < X) i++;
        if (i<j)
        {
            array[j] = array[i];
            j--;
        }
    }
    array[i] = X;
    return i;
}

template <typename T>
void quick_sort(T* &array,int left,int right){
    if (left < right)
    {
        int mid = dig_fil<T>(array,left,right);
        quick_sort(array,left,mid-1);
        quick_sort(array,mid+1,right);
    }

}
template <typename T>
void quick_sort(T* &array,int len){
    if (NULL == array)
    {
        cout<<"#ERROR  "<<__FILE__<<"  Line:"<<__LINE__<<" null point error"<<endl;
        return;
    }
    quick_sort(array,0,len-1);
}
//堆排序
/*
堆排序采用完全二叉树 
1.从所有非叶节点中构建最大堆 
2.交换堆顶与最后一个元素
3.对所有[0,len-1)执行第 1,2步
*/
template <typename T>
void adjust(T* &array,int sign,int len){
    T temp = array[sign];
    //每一次循环都更新该父节点为根的完全二叉树最大堆
    for (int i = sign * 2 + 1; i < len; i = i * 2 + 1){
        if (i + 1 < len && array[i + 1] > array[i])
            i++;
        //判断子节点 大于父节点 
        if (array[i] > temp){
            array[sign] = array[i];
            sign = i;
        }
    }
    array[sign] = temp;
}

template<typename T>
void heap_sort(T* &array,int len){
    //1.从所有非叶子节点 构建初始大顶堆
    for (int i = len / 2 - 1; i >= 0; i--){
        adjust(array, i, len);
    }
    //
    for (int i = len - 1; i; i--){
        //2.交换最大堆 和 相对的最后一个元素
        swap(array[i],array[0]);
        //3.重新调整堆结构
        adjust(array, 0, i);
    }
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int a[] = {1,5,4,9,0,2,3,6,8,7};
    int* pa = a;
    //select_sort<int>(pa,10);
    //bubble_sort<int>(pa,10);
    //insert_sort<int>(pa,10);
    //merger_sort<int>(pa,10);
    //quick_sort<int>(pa,10);
    //heap_sort(pa,10);
    print<int>(pa,10);
    getchar();
    return 0;
}