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C++的几种排序算法

盒子里的加菲猫 2024-06-17 10:14:28

简介C++的几种排序算法

排序是计算机科学中最基本的问题之一，而排序算法是解决这一问题的核心。在C++中，有许多不同的排序算法可供选择。本文将介绍C++中常见的几种排序算法，包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。

冒泡排序

冒泡排序是最简单的排序算法之一，它的基本思想是将相邻的元素进行比较和交换。具体来说，算法通过多次遍历数组，每次比较相邻的两个元素，如果它们的顺序不正确，则交换它们的位置。重复这个过程，直到数组中的所有元素都按正确的顺序排列。

以下是冒泡排序的C++实现代码：

ini

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void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

选择排序

选择排序是另一种简单的排序算法，它的基本思想是选择未排序部分中最小的元素，并将其放到已排序部分的末尾。具体来说，算法通过多次遍历数组，每次找到未排序部分中最小的元素，将其与已排序部分的末尾元素交换位置。重复这个过程，直到数组中的所有元素都按正确的顺序排列。

以下是选择排序的C++实现代码：

ini

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void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        int temp = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}

插入排序

插入排序是一种简单而有效的排序算法，它的基本思想是将未排序的元素一个一个地插入到已排序部分中。具体来说，算法通过多次遍历数组，每次将未排序部分中的第一个元素插入到已排序部分的正确位置上。重复这个过程，直到数组中的所有元素都按正确的顺序排列。

以下是插入排序的C++实现代码：

ini

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void insertionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

快速排序

快速排序是一种常用的排序算法，它的基本思想是通过分治的方式将数组划分为两个子数组，然后对这两个子数组分别进行排序。具体来说，算法通过选取一个基准元素，将数组分成两个子数组，其中一个子数组的元素都比基准元素小，另一个子数组的元素都比基准元素大。接着，递归地对这两个子数组进行排序，最终将它们合并起来。

以下是快速排序的C++实现代码：

ini

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int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    return i + 1;
}

void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivot = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pivot - 1);
        quickSort(arr, pivot + 1, high);
    }
}

归并排序

归并排序是一种效率较高的排序算法，它的基本思想是将数组分成两个子数组，分别对它们进行排序，最后将它们合并起来。具体来说，算法通过递归地将数组分成较小的子数组，然后将这些子数组归并成一个有序的数组。

以下是归并排序的C++实现代码：

ini

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void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;
    int L[n1], R[n2];
    for (int i = 0; i < n1; i++) {
        L[i] = arr[left + i];
    }
    for (int j = 0; j < n2; j++) {
        R[j] = arr[mid + 1 + j];
    }
    int i = 0, j = 0;
    int k = left;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void mergeSort(int arr[], int left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        mergeSort(arr, left, mid);
        mergeSort(arr, mid + 1, right);
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}