数据结构:交换排序(冒泡排序、快速排序)

1.冒泡排序,它重复地走访过要排序的元素列,依次比较两个相邻的元素,如果他们的顺序(如从大到小、首字母从A到Z)错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换,也就是说该元素已经排序完成。

冒泡排序算法的原理如下:

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。

  2. 对每一对相邻元素做同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。

  3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。

  4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

2.快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递进行,以此达到整个数据变成有序序列。

一趟快速排序的算法是:

1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;

2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];

3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;

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4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;

5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

附:各种排序时空复杂度对比

冒泡排序实现:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>


void BubbleSort(int arr[], int len)
{
	bool flag = false;
	int count = 0;
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		flag = false;
		for (int j = 0; j < len - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				flag = true;
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
		if (!flag)
		{ 
			return;
		}
	}
}

 快速排序实现:

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stack>
#include<time.h>

void insertSort(int arr[], int startindex, int endindex)
{
	int tmp = 0;
	int i = startindex + 1;
	int j = i - 1;
	for (i; i <= endindex; ++i)
	{
		tmp = arr[i];
		for (j = i - 1; j >= startindex && arr[j] > tmp; --j)
		{
			arr[j + 1] = arr[j];
		}
		arr[j + 1] = tmp;
	}
}
int partition(int arr[], int left, int right)
{
	int key = arr[left];
	while (left < right)
	{
		while (left < right && arr[right] >= key)right--;
		arr[left] = arr[right];
		while (left < right && arr[left] <= key)left++;
		arr[right] = arr[left];
	}
	arr[left] = key;
	return left;
}
void Quick(int arr[], int startindex, int endindex)
{
	if (startindex < endindex)
	{			
		if (endindex - startindex + 1 <= 20)
		{
			insertSort(arr, startindex, endindex);
			return;
		}
		int left = -1;
		int right = -1;
		int k = partition(arr, startindex, endindex);
		Quick(arr, startindex, k - 1);
		Quick(arr, k + 1, endindex);
	}
}

void QuickSort(int arr[], int len)
{
	Quick(arr, 0, len - 1);
}

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转载自blog.csdn.net/wh_0727/article/details/83795166
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