排序（快速排序，归并排序，插入排序，选择排序，冒泡排序，希尔排序，堆排序）

给定你一个长度为 n

的整数数列。

请你对这个数列按照从小到大进行排序。

并将排好序的数列按顺序输出。

输入格式

输入共两行，第一行包含整数 n

。

第二行包含 n

个整数（所有整数均在 1∼109

范围内），表示整个数列。

输出格式

输出共一行，包含 n

个整数，表示排好序的数列。

数据范围

1≤n≤100000

输入样例：

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5
3 1 2 4 5

输出样例：

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1 2 3 4 5

代码

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;

const int N = 100010;
int n;
int q[N];
int sz,w[N];    //merge_sort
void inser_sort()   //直接插入排序   n^2   TLE
{
    for(int i=1;i<n;i++)            //遍历每一个位置
    {
        if(q[i-1]<=q[i]) continue;
        int t=q[i],j=i;
        while(q[j-1]>t&&j!=0)         //如果后面的数t大于前面的，则后面的数t往前移,直到遍历到没有比t大的位置时停止
        {
            q[j]=q[j-1];
            j--;
        }
        q[j]=t;
    }
}
void binary_search_insert_sort()    //折半插入排序  n^2    TLE
{
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
        if(q[i-1]<=q[i]) continue;      
        int t=q[i];
        int l=0,r=i-1;    //二分查找
        while(l<r)                  //找到l=r的位置，q[l]>=t
        {
            int mid=(l+r)/2;                //下取整，要得到的在l左边
            if(q[mid]>t) r=mid;         
            else l=mid+1;
        }
        for(int j=i-1;j>=l;j--) q[j+1]=q[j];
        q[l]=t;
    }
}
void bubble_sort()              //冒泡排序
{
    for(int i=0;i<n-1;i++)      //排n-1次
    {
        bool has_swap=false;                //优化
        for (int j=n-1; j>i; j-- )          //从后往前，找到i个小的数
            if(q[j]<q[j-1])
            {
                swap(q[j],q[j-1]);
                has_swap=true;
            }
        if(!has_swap) break;                //如果没有交换，说明已经有序
    }
}
void select_sort()          //简单选择排序,每次选择出第i小的数到到第i位置
{
    for(int i=0;i<n-1;i++)
    {
        int k=i;                //用k记录最小数的位置
        for(int j=i+1;j<n;j++) 
            if(q[j]<q[k])
                k=j;
        swap(q[i],q[k]);
    }
}
void shell_sort()   //希尔排序
{
    for(int d=n/3;d;d= d==2?1:d/2)      //d个一组,找d
    {
        for(int start=0;start<d;start++)    //对每一组进行遍历
        {
            for(int i=start+d;i<n;i+=d)     //划分每一组,进行组内直接插入排序,从前往后遍历
            {
                int t=q[i],j=i;
                while(j!=start&&q[j-d]>t)
                {
                    q[j]=q[j-d];
                    j-=d;
                }
                q[j]=t;
            }
        }
    }
}
void quick_sort(int l,int r)        //快速排序
{
    if(l>=r) return;
    int i=l-1,j=r+1,x=q[(l+r)/2];       //选取分组中间的数作为基数
    while(i<j)
    {
        do i++;while(q[i]<x);
        do j--;while(q[j]>x);
        if(i<j) swap(q[i],q[j]);
    }
    quick_sort(l,j);            //此时必须写j,否则[0,1]边界死循环    //写i要改成i-1,i  x=q[(l+r+1)/2]或者q[r]
    quick_sort(j+1,r);
}
void down(int u)
{
    int t=u;
    if(u*2<=sz&&q[u*2]>q[t]) t=u*2;
    if(u*2+1<=sz&&q[u*2+1]>q[t]) t=u*2+1;
    if(u!=t)
    {
        swap(q[u],q[t]);
        down(t);
    }
}
void heap_sort()        //堆排序,下标一定要从1开始
{
    sz=n;
    for(int i=n/2;i;i--) down(i);
    for(int i=0;i<n-1;i++)
    {
        swap(q[1],q[sz]);
        sz--;
        down(1;)
    }
}
void merge_sort(int l,int r)        //二路归并排序
{
    if(l>=r) return;
    int mid=(l+r)/2;
    merge_sort(l,mid),merge_sort(mid+1,r);
    int i=l,j=mid+1,k=0;
    while(i<=mid&&j<=r)     //双指针算法
    {
        if(q[i]<=q[j]) w[k++]=q[i++];
        else w[k++]=q[j++];
    }
    while(i<=mid) w[k++]=q[i++];        //如果[mid+1,r]区间都小于[i,mid],这时将[i,mid]区间拼接到后面
    while(j<=r) w[k++]=q[j++];        //如果[l,mid]区间都小于[j,r]区间，则将[j,r]拼接到后面
    for(i=l,j=0;j<k;i++,j++) q[i]=w[j];
}
int main()
{
    scanf("%d", &n);
    for(int i=0;i<n;i++){
        scanf("%d", &q[i]);
    }
    // inser_sort();
    // binary_search_insert_sort();
    // bubble_sort();
    // select_sort();
    // shell_sort();
    // quick_sort(0,n-1);
    // heap_sort();
    merge_sort(0,n-1);
    for(int i=0;i<n;i++) printf("%d ",q[i]);
    return 0;
}