LeetCode-排序算法

LeetCode-排序算法

时间复杂度

排序算法 平均时间复杂度
冒泡排序 O(n2)
选择排序 O(n2)
插入排序 O(n2)
希尔排序 O(n1.5)
快速排序 O(N*logN)
归并排序 O(N*logN)
堆排序 O(N*logN)
基数排序 O(d(n+r))

排序算法

//
// Created by lorenyplv on 2019/11/7.
//
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

// 冒泡排序
template<typename T> void bubble_sort(T arr[],int len){
    int i,j;
    for(i=0;i<len-1;i++){
        for(j=0;j<len-1-i;j++){
            if(arr[j]>arr[j+1]){
                swap(arr[j],arr[j+1]);
            }
        }
    }
}

// 选择排序
template<typename T> void selection_sort(std::vector<T>& arr) {
    for (int i = 0; i < arr.size() - 1; i++) {
        int min = i;
        for (int j = i + 1; j < arr.size(); j++)
            if (arr[j] < arr[min])
                min = j;
        std::swap(arr[i], arr[min]);
    }
}

// 插入排序
void insertion_sort(int arr[],int len){
    for (int i=1;i<len;i++){
        int key=arr[i]; //当前进行插入的元素
        for (int j=i-1;j>=0;j--){
            if (key<arr[j]){
                arr[j+1]=arr[j]; //当插入元素小于有序列表最后一个值时;进行cp。
                arr[j]=key; //当前值改为key
            }else{
                break;
            }
        }
    }
}

void insertion_sort2(int arr[],int len){
    for (int i=1;i<len;i++){
        int key=arr[i]; //当前进行插入的元素
        int j=i;
        while(j>=0 && key<arr[j-1]){
            arr[j]=arr[j-1];
            j--;
        }
        arr[j]=key;
    }
}

//希尔排序
void shell_sort(int arr[], int len) {
    int gap, i, j;
    int temp;
    for (gap = len >> 1; gap > 0; gap >>= 1)
        for (i = gap; i < len; i++) {
            temp = arr[i];
            for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j -= gap)
                arr[j + gap] = arr[j];
            arr[j + gap] = temp;
        }
}

// 归并排序
void m_merge(int arr[],int l, int mid, int r) {
    int temp[r-l+1];
    int i = 0;
    int p1 = l;
    int p2 = mid + 1;
    // 比较左右两部分的元素,哪个小,把那个元素填入temp中
    while(p1 <= mid && p2 <= r) {
        temp[i++] = arr[p1] < arr[p2] ? arr[p1++] : arr[p2++];
    }
    // 上面的循环退出后,把剩余的元素依次填入到temp中
    while(p1 <= mid) {
        temp[i++] = arr[p1++];
    }
    while(p2 <= r) {
        temp[i++] = arr[p2++];
    }
    // 把最终的排序的结果复制给原数组
    for(i = 0; i < r-l+1; i++) {
        arr[l + i] = temp[i];
    }
}
void m_sort(int arr[], int l, int r) {
    if (l==r){
        return;
    }
    int mid=(r-l)/2+l;
    m_sort(arr,l,mid);
    m_sort(arr,mid+1,r);
    m_merge(arr,l,mid,r);
}
void merg_sort(int arr[],int len){
    m_sort(arr,0,len-1);
}

// 快排
// https://blog.csdn.net/buki26/article/details/78031080
void quick_sort(int arr[],int l,int r){
    if(l>=r){
        return;
    }
    int i=l,j=r,x=arr[l];

    while(i<j){
        while(i<j && arr[j]>=x){//从右向左找到第一个小于x的
            j--;
        }
        if(i<j){
            arr[i++]=arr[j];//填坑之后i++
        }
        while(i<j && arr[i]<=x){//从左向右找第一个大于x的数
            i++;
        }
        if(i<j){
            arr[j--]=arr[i];
        }
    }
    arr[i]=x; //把最开始取出来的x放到i处
    quick_sort(arr,l,i-1); //以i为中间值,分左右两部分递归调用
    quick_sort(arr,i+1,r);
}

//堆排序
//https://www.cnblogs.com/wanglei5205/p/8733524.html
// 对于元素i,他的左节点为2i+1; 右节点为2i+2;
// 对于元素j,他的父节点为(j+1)/2-1
void adjust_heap(int arr[],int size, int index){
    int left=index*2+1;
    int right=index*2+2;
    int max_index=index;
    if(left<size && arr[left]>arr[index]) max_index=left;
    if(right<size && arr[right]>arr[index]) max_index=right;
    if(max_index!=index){
        swap(arr[index],arr[max_index]);
        adjust_heap(arr,size,max_index); //调整成大顶堆
    }
}
void heap_sort(int arr[],int len){
    for(int i=len/2-1;i>=0;i--){
        adjust_heap(arr,len,i);
    }
    for(int i=len-1;i>=1;i--){
        swap(arr[0],arr[i]);
        adjust_heap(arr,i,0);
    }
}

// 计数排序
// 复杂度取决于排序数组中的数据范围。
// https://www.runoob.com/w3cnote/counting-sort.html
void count_sort(int arr[],int len){
    int max=arr[0];
    for(int i=0;i<len;i++){
        max=arr[i]<max?max:arr[i];
    }
    const int k=max+1;
    int* tmp= new int[k];
    for (int i=0;i<len;i++){
        tmp[arr[i]]++;
    }
    int sortedIndex = 0;
    for (int j=0;j<k;j++){
        while(tmp[j]>0){
            arr[sortedIndex++] = j;
            tmp[j]--;
        }
    }
    delete tmp;
}

// 桶排序
// 将n个元素采用映射函数 映射到k个桶; 每个桶在采用排序算法进行排序;然后进行连接。
// https://www.runoob.com/w3cnote/bucket-sort.html

// 基数排序
// 先安位进行排序分桶;再按下一位进行排序分桶,直至到达最高位
// https://www.runoob.com/w3cnote/radix-sort.html

int main() {
    int arr[] = { 61, 17, 29, 22, 34, 60, 72, 21, 50, 1, 62 };
    int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr); //求数组的长度
    bubble_sort(arr, len);
    insertion_sort2(arr,len);
    merg_sort(arr,len);
    quick_sort(arr,0,len-1);
    heap_sort(arr,len);
    count_sort(arr,len);
    for (int i = 0; i < len; i++)
        cout << arr[i] << ' ';
    cout << endl;
    float arrf[] = { 17.5, 19.1, 0.6, 1.9, 10.5, 12.4, 3.8, 19.7, 1.5, 25.4, 28.6, 4.4, 23.8, 5.4 };
    len = (float) sizeof(arrf) / sizeof(*arrf);
    bubble_sort(arrf, len);
    for (int i = 0; i < len; i++)
        cout << arrf[i] << ' ';
    cout << endl;
    return 0;
}

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