C++ 常用排序算法(冒泡排序 插入排序 选择排序 快速排序 归并排序 堆排序)

C++中常用的排序算法包括以下几种:

  1. 冒泡排序(Bubble Sort):通过不断交换相邻的元素,将最大的元素逐渐向数组的末尾冒泡。时间复杂度为O(n^2)。

  2. 插入排序(Insertion Sort):将待排序元素插入已排序子数组中的正确位置。时间复杂度为O(n^2),但对于小规模的数组或部分有序的数组,具有较好的性能。

  3. 选择排序(Selection Sort):每次从未排序部分选择最小的元素,并将其与未排序部分的首元素交换位置。时间复杂度为O(n^2),不论原始数组是否有序,都需要进行相同数量的比较和交换操作。

  4. 快速排序(Quick Sort):通过选择一个枢轴元素,将数组划分为左右两个子数组,并在子数组中递归地进行排序。时间复杂度为O(nlogn),但在最坏情况下可能达到O(n^2)。

  5. 归并排序(Merge Sort):将数组递归地分成两半,分别进行排序,然后将排序后的子数组进行合并。时间复杂度为O(nlogn),且具有稳定性。

  6. 堆排序(Heap Sort):通过构建最大堆或最小堆来进行排序。每次从堆中取出最值并调整结构,时间复杂度为O(nlogn)。

这些算法都是常见的排序算法,在实际应用中根据不同的场景和需求选择合适的算法,以达到最佳的排序效果。

以下是C++中冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序和堆排序的完整示例代码:

1、冒泡排序(Bubble Sort):

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])

std::swap(arr[j], arr[j+1]);

}

}

}

2、插入排序(Insertion Sort):

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;

}

}

3、选择排序(Selection Sort):

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;

}

std::swap(arr[i], arr[minIndex]);

}

}

4、快速排序(Quick Sort):

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++;

std::swap(arr[i], arr[j]);

}

}

std::swap(arr[i+1], arr[high]);

return i+1;

}

void quickSort(int arr[], int low, int high) {

if (low < high) {

int pivotIndex = partition(arr, low, high);

quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);

quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);

}

}

5、归并排序(Merge Sort):

void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {

int len1 = mid - left + 1;

int len2 = right - mid;

int L[len1], R[len2];

for (int i = 0; i < len1; i++)

L[i] = arr[left + i];

for (int j = 0; j < len2; j++)

R[j] = arr[mid + 1 + j];

int i = 0;

int j = 0;

int k = left;

while (i < len1 && j < len2) {

if (L[i] <= R[j]) {

arr[k] = L[i];

i++;

} else {

arr[k] = R[j];

j++;

}

k++;

}

while (i < len1) {

arr[k] = L[i];

i++;

k++;

}

while (j < len2) {

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);

}

}

6、堆排序(Heap Sort):

void heapify(int arr[], int n, int i) {

int largest = i;

int l = 2*i + 1;

int r = 2*i + 2;

if (l < n && arr[l] > arr[largest])

largest = l;

if (r < n && arr[r] > arr[largest])

largest = r;

if (largest != i) {

std::swap(arr[i], arr[largest]);

heapify(arr, n, largest);

}

}

void heapSort(int arr[], int n) {

for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)

heapify(arr, n, i);

for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {

std::swap(arr[0], arr[i]);

heapify(arr, i, 0);

}

}

这些示例代码展示了C++中常用的排序算法的实现,可以直接在C++程序中使用它们进行排序操作。

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