排序算法:冒泡排序、选择排序、插入排序

在生活中出出都有排序,而且排序算法也是常常能够在学习中遇到的。今天这里,对冒泡、选择、插入这几种常见的排序方式进行实现。
话不多说,进入正题!

冒泡排序

对于冒泡排序来说,这种算法应该是学习过程中见到的最多的了。冒泡排序简单的来说就是每次一排序过后,将区域内最大或者最小的值冒出,简称冒泡。相比对冒泡排序大家还是深有体会的,这里对冒泡排序不做过多的赘述,直接贴上代码!

下面所有的排序算法都是进行升序排序!!!
void Swap(int* a, int* b) // 定义Swap 函数用来交换,后面的排序算法会常常用到
{
  int tmp = *a;
  *a = *b;
  *b =tmp;
}

///////////////////////////////////////////////////////////
// 冒泡排序
// 时间复杂度 :O(N ^ 2)
// 空间复杂度 :O(1)
// 排序稳定程度 :稳定
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void BubbleSort(int array[], int size) // 冒泡排序
{
  if (size <= 1) {
    return;
  }

  int bound = 0; // 定义边界为 bound 
  for (; bound < size; ++bound) {
    int cur = size - 1;
    for (; cur > bound; --cur) { // 让排序从后往前排序
      if (array[cur] < array[cur - 1]) {
        Swap(&array[cur], &array[cur - 1]);
      }
    }
  } // end for (; bound < size; ++bound)
  return;
}

这里,[0,bound)代表一个有序的区间,[bound, size)代表待排序的区间。采用从后往前冒泡的方式进行排序。冒泡的过程就是将一个最大值或最小值推进的过程。可以看到,冒泡排序的时间复杂度是 O (N ^2)空间复杂度是 O (1)。排序稳定性上,冒泡排序是稳定排序。

假定在待排序的记录序列中,存在多个具有相同的关键字的记录,若经过排序,这些记录的相对次序保持不变,即在原序列中,ri=rj,且ri在rj之前,而在排序后的序列中,ri仍在rj之前,则称这种排序算法是稳定的;否则称为不稳定的。

选择排序

选择排序的排序算法就是一个打擂台的过程。设置一个擂台,如果是升序排序的话,那么擂台上应该是目前已打过元素中最小的。依次往后打,如果遇到了比擂台上小的元素,那么打擂成功,交换擂台上的人。
这里写图片描述

贴上代码:

///////////////////////////////////////////////////////////
// 选择排序
// 时间复杂度 :O(N^2)
// 空间复杂度 :O(1)
// 排序稳定程度 :不稳定
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void SelectSort(int array[], int size)
{
  if (size <= 1) {
    return;
  }

  int bound = 0; // 此时 bound 代表的是擂台,选择排序就是一个打擂台的过程
  for (; bound < size; ++bound) {
    int cur = bound + 1;
    for (; cur < size; ++cur) {
      if (array[bound] > array[cur]) { // 如果能够进入这个 if 那就是擂台打赢了,交换擂主
        Swap(&array[bound], &array[cur]);
      }
    }
  } // end for (; bound < size; ++bound)
  return;
}

插入排序

插入排序算法是将一个元素插入至一个有序序列当当中,首先在这个有序序列当中找到可插入的位置,进而插入。一般来说,定义区间 [0,bound)为有序区间,而 [bound, size)为待插入区间,依次插入即可。
这里写图片描述

定义完毕后,开始插入。

这里写图片描述

一次插入完毕过后,有序序列增加,继续从待插入序列中插入。

代码如下:

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// 插入排序
// 时间复杂度 :O(N^2)
// 空间复杂度 :O(1)
// 排序稳定程度 :稳定
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void InsertSort(int array[], int size)
{
  if (size <= 1) {
    return;
  }

  int bound = 0;
  for (; bound < size; ++bound) { // 定义有序区间为 [0, bound)
    int bound_value = array[bound]; // 此处 bound_value 的值就是待插入的值
    int cur = bound - 1;
    while (bound_value < array[cur] && cur >= 0) { // 判断待插入的值与前面有序区间的值的大小
      array[cur + 1] = array[cur]; 
      cur--;
    }
    array[cur + 1] = bound_value; // 最终找到了 bound_value 真正的位置,进行插入
  }
  return;
}

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