算法从来不是死记硬背,而是要知道它背后需要解决什么样的问题,为什么这样设计,

选择排序

其实就是挨个查找最小元素的索引,然后交换之。先看图:

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template<typename  T>
void selectionSort(T arr[], int n) {
for (int i = 0; i < n; i++)
{
//寻找在[i,n)之间的最小值的索引
int minIndex = i;
for (int j = i+1; j < n; j++)
{
if (arr[j] < arr[minIndex])
{
minIndex = j;
}
}
swap(arr[i], arr[minIndex]);
}
}

插入排序

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template<typename T >
void insertSort(T arr[], int n) {
for (int i = 1; i < n; i++)
{
T e = arr[i];
int j;
for (j = i; j > 0 && arr[j - 1] > e; j--)
{
arr[j] = arr[j - 1];
}
arr[j] = e;
}
return;
}

归并排序

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//将arr[l...mid]和arr[mid+1...r]进行归并
template<typename T>
void __merge(T arr[], int l, int mid, int r) {
int size = r - l + 1;
T aux[size];
for (int i = l; i <= r; i++)
aux[i - l] = arr[i];
int i = l, j = mid + 1;
for (int k = l; k <= r; k++)
{
if (i > mid)
{
aux[k] = aux[j - l];
j++;
}
else if (j > r) {
aux[k] = aux[i - l];
i++;
}
else if (aux[i - l] < aux[j - l]) {
aux[k] = aux[i - l];
i++;
}
else {
aux[k] = aux[j - l];
j++;
}
}
return;
}

//递归使用归并排序 对arr[l....r]的范围进行排序
template<typename T >
void __mergeSort(T arr[], int l, int r) {
/*
if (l >= r)
{
return;
}
*/
//第二个优化 如果数据量小,使用插入排序
if (r - l <= 15)
{
InsertSort::insertionSort(arr, l, r);
return;
}
int mid = (l + r) / 2;
__mergeSort(arr, l, mid);
__mergeSort(arr, mid + 1, r);
if (arr[mid] > arr[mid + 1]) //第一个优化,如果这个递归出来的数组本身就已经是有序的了,就不需要进行归并了
__merge(arr, l, mid, r);
}

template<typename T >
void mergeSort(T arr[], int n) {

__mergeSort(arr, 0, n - 1);

}

快速排序

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//对arr[l...r]部分进行partition操作
//返回p,使得arr[l...p-1] < arr[p] arr[p+1...r] > arr[p]
template<typename T>
int partition(T arr[],int l,int r) {
T v = arr[l];
//arr[l+1...j]<v arr[j+1...i) > v
int j = l;
for (int i = l+1; i <= r; i++)
{
if (arr[i] < v) {
swap(arr[i], arr[j+1]);
j++;
}
}
swap(arr[l],arr[j]);
return j;
}

//对arr[l...r]进行快速排序
template<typename T>
void __quickSort(T arr[],int l ,int r) {
if (l >= r)
return;
int p = partition(arr,l,r);
__quickSort(arr, l, p-1);
__quickSort(arr, p + 1, r);
}

template<typename T>
void quickSort(T arr[], int n) {
__quickSort(arr,0,n-1);
}