四种简单的排序算法C++

四种简单的排序算法

我觉得如果想成为一名优秀的开发者，不仅要积极学习时下流行的新技术，比如WCF、 MVC、AJAX等，熟练应用一些已经比较成熟的技术，比如、WinForm。还应该有着牢固的计算机基础知识，比如数据结构、操作系统、编译原理、网络与数据通信等。有的朋友可能觉得这方面的东西过于艰深和理论化，望而却步，但我觉得假日里花上一个下午的时间，研究一种算法或者一种数据结构，然后写写心得，难道不是一件乐事么？所以，我打算将一些常见的数据结构和算法总结一下，不一定要集中一段时间花费很大精力，只是在比较空闲的时间用一种很放松的心态去完成。我最不愿意的，就是将写博客或者是学习技术变为一项工作或者负担，应该将它们视为生活中的一种消遣。人们总是说坚持不易，实际上当你提到“坚持”两个字之时，说明你已经将这件事视为了一种痛苦，你的内心深处并不愿意做这件事，所以才需要坚持。你从不曾听人说“我坚持玩了十年的电子游戏”，或者“坚持看了十年动漫、电影”、“坚持和心爱的女友相处了十年”吧？我从来不曾坚持，因为我将其视为一个爱好和消遣，就像许多人玩网络游戏一样。

好了，闲话就说这么多吧，我们回到正题。因为这方面的著作很多，所以这里只给出简单的描述和实现，供我本人及感兴趣的朋友参考。我会尽量用C#和C++两种语言实现，对于一些不好用C#表达的结构，仅用C++实现。

本文将描述四种最简单的排序方法，插入排序、泡沫排序、选择排序、希尔排序，我在这里将其称为“简单排序”，是因为它们相对于快速排序、归并排序、堆排序、分配排序、基数排序从理解和算法上要简单一些。对于后面这几种排序，我将其称为“高级排序”。 简单排序

开始之前先声明一个约定，对于数组中保存的数据，统一称为记录，以避免和“元素”，“对象”等名称相混淆。对于一个记录，用于排序的码，称为关键码。很显然，关键码的选择与数组中记录的类型密切相关，如果记录为int值，则关键码就是本身；如果记录是自定义对象，它很可能包含了多个字段，那么选定这些字段之一为关键码。凡是有关排序和查找的算法，就会关系到两个记录比较大小，而如何决定两个对象的大小，应该由算法程序的客户端（客户对象）决定。对于.NET来说，我们可以创建一个实现了IComparer<T>的类（对于C++也是类似）。关于IComparer<T>的更多信息，可以参考这篇文章《基于业务对象的排序》。最后，为了使程序简单，对于数组为空的情况我并没有做处理。

1.插入排序

算法思想

插入排序使用了两层嵌套循环，逐个处理待排序的记录。每个记录与前面已经排好序的记录序列进行比较，并将其插入到合适的位置。假设数组长度为n，外层循环控制变量i由1至n-1依次递进，用于选择当前处理哪条记录；里层循环控制变量j，初始值为i，并由

i至1递减，与上一记录进行对比，决定将该元素插入到哪一个位置。这里的关键思想是，当处理第i条记录时，前面i-1条记录已经是有序的了。需要注意的是，因为是将当前记录与相邻的上一记录相比较，所以循环控制变量的起始值为1（数组下标），如果为0的话，上一记录为-1，则数组越界。

现在我们考察一下第i条记录的处理情况：假设外层循环递进到第i条记录，设其关键码的值为X，那么此时有可能有两种情况：

1. 如果上一记录比X大，那么就交换它们，直到上一记录的关键码比X小或者相等

为止。

2. 如果上一记录比X小或者相等，那么之前的所有记录一定是有序的，且都比X小，

此时退出里层循环。外层循环向前递进，处理下一条记录。

算法实现(C#) public class SortAlgorithm {

// 插入排序

public static void InsertSort<T, C>(T[] array, C comparer) where C:IComparer<T>

{

for (int i = 1; i <= array.Length - 1; i++) {

//Console.Write("{0}: ", i);

int j = i;

while (j>=1 && pare(array[j], array[j - 1]) < 0) {

swap(ref array[j], ref array[j-1]);

j--;

}

//Console.WriteLine();

//AlgorithmHelper.PrintArray(array);

}

}

// 交换数组array中第i个元素和第j个元素

private static void swap<T>(ref T x,ref T y) {

// Console.Write("{0}<-->{1} ", x, y);

T temp = x;

x = y;

y = temp;

}

}

上面Console.WriteLine()方法和AlgorithmHelper.PrintArray()方法仅仅是出于测试方便，PrintArray()方法依次打印了数组的内容。swap<T>()方法则用于交换数组中的两条记录，

也对交换数进行了打印（这里我注释掉了，但在测试时可以取消对它们的注释）。外层for循环控制变量i表示当前处理第i条记录。 public class AlgorithmHelper {

// 打印数组内容

public static void PrintArray<T>(T[] array) {

Console.Write(" Array:");

foreach (T item in array) {

Console.Write(" {0}", item);

}

Console.WriteLine();

}

}

// 获得Comparer，进行比较

public class ComparerFactory {

public static IComparer<int> GetIntComparer() {

return new IntComparer();

}

public class IntComparer : IComparer<int> {

public int Compare(int x, int y) {

return pareTo(y);

}

}

}

上面这段代码我们创建了一个ComparerFactory类，它用于获得一个IntComparer对象，这个对象实现了IComparer<T>接口，规定了两个int类型的关键码之间比较大小的规则。如果你有自定义的类型，比如叫MyType，只需要在ComparerFactory中再添加一个类，比如叫MyTypeComparer，然后让这个类也实现IComparer<T>接口，最后再添加一个方法返回MyTypeComparer就可以了。

输出演示(C#)

接下来我们看一下客户端代码和输出：

static void Main(string[] args) {

int[] array = {42,20,17,13,28,14,23,15};

//int[] array = { 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0 };

AlgorithmHelper.PrintArray(array);

SortAlgorithm.InsertSort

(array, ComparerFactory.GetIntComparer());

}

算法实现(C++) // 对

int类型进行排序

class IntComparer{

public:

static bool Smaller(int x, int y){

return x<y;

}

static bool Equal(int x, int y){

return x==y;

}

static bool Larger(int x, int y){

return x>y;

}

};

// 插入排序

template <class T, class C>

void InsertSort(T a[], int length){

for(int i=1;i<=length-1;i++){

int j = i;

while(j>=1 && C::Smaller(a[j], a[j-1])){

swap(a[j], a[j-1]);

j--;

}

}

}

2.冒泡排序

算法思想

如果你从没有学习过有关算法方面的知识，而需要设计一个数组排序的算法，那么很有可能设计出的就是泡沫排序算法了 …… 此处隐藏：3255字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……