程序员必备的十种排序算法

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算法与数据结构书籍推荐

十大排序算法
冒泡排序（Bubble Sort）
选择排序（Selection Sort）
插入排序（Insertion Sort）
快速排序（Quick Sort）
归并排序（Merge Sort）
堆排序（Heap Sort）
计数排序（Counting Sort）
桶排序（Bucket Sort）
基数排序（Radix Sort）
希尔排序（Shell Sort）

专栏：《前沿技术文献与图书推荐》

十大排序算法

以下是十种常见的排序算法及其C++代码实现：

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]) {swap(arr[j], arr[j + 1]);}}}
}

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;}}swap(arr[i], arr[minIndex]);}
}

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;}
}

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 - 1; j++) {if (arr[j] < pivot) {i++;swap(arr[i], arr[j]);}}swap(arr[i + 1], arr[high]);return i + 1;
}void quickSort(int arr[], int low, int high) {if (low < high) {int pi = partition(arr, low, high);quickSort(arr, low, pi - 1);quickSort(arr, pi + 1, high);}
}

归并排序（Merge Sort）

void merge(int arr[], int l, int m, int r) {int n1 = m - l + 1;int n2 = r - m;int L[n1], R[n2];for (int i = 0; i < n1; i++) {L[i] = arr[l + i];}for (int j = 0; j < n2; j++) {R[j] = arr[m + 1 + j];}int i = 0, j = 0, k = l;while (i < n1 && j < n2) {if (L[i] <= R[j]) {arr[k] = L[i];i++;} else {arr[k] = R[j];j++;}k++;}while (i < n1) {arr[k] = L[i];i++;k++;}while (j < n2) {arr[k] = R[j];j++;k++;}
}void mergeSort(int arr[], int l, int r) {if (l < r) {int m = l + (r - l) / 2;mergeSort(arr, l, m);mergeSort(arr, m + 1, r);merge(arr, l, m, r);}
}

堆排序（Heap Sort）

void heapify(int arr[], int n, int i) {int largest = i;int left = 2 * i + 1;int right = 2 * i + 2;if (left < n && arr[left] > arr[largest]) {largest = left;}if (right < n && arr[right] > arr[largest]) {largest = right;}if (largest != i) {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--) {swap(arr[0], arr[i]);heapify(arr, i, 0);}
}

计数排序（Counting Sort）

void countingSort(int arr[], int n) {int maxVal = *max_element(arr, arr + n);int minVal = *min_element(arr, arr + n);int range = maxVal - minVal + 1;int count[range] = {0};for (int i = 0; i < n; i++) {count[arr[i] - minVal]++;}int index = 0;for (int i = 0; i < range; i++) {while (count[i] > 0) {arr[index++] = i + minVal;count[i]--;}}
}

桶排序（Bucket Sort）

void bucketSort(float arr[], int n) {float maxVal = *max_element(arr, arr + n);float minVal = *min_element(arr, arr + n);float range = maxVal - minVal;int bucketSize = range / n + 1;vector<vector<float>> buckets(n);for (int i = 0; i < n; i++) {float index = (arr[i] - minVal) / bucketSize;buckets[(int)index].push_back(arr[i]);}int index = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {sort(buckets[i].begin(), buckets[i].end());for (int j = 0; j < buckets[i].size(); j++) {arr[index++] = buckets[i][j];}}
}

基数排序（Radix Sort）

void countingSortForRadix(int arr[], int n, int exp) {int output[n];int count[10] = {0};for (int i = 0; i < n; i++) {count[(arr[i] / exp) % 10]++;}for (int i = 1; i < 10; i++) {count[i] += count[i - 1];}for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {output[count[(arr[i] / exp) % 10] - 1] = arr[i];count[(arr[i] / exp) % 10]--;}for (int i = 0; i < n; i++) {arr[i] = output[i];}
}void radixSort(int arr[], int n) {int maxVal = *max_element(arr, arr + n);for (int exp = 1; maxVal / exp > 0; exp *= 10) {countingSortForRadix(arr, n, exp);}
}

希尔排序（Shell Sort）

void shellSort(int arr[], int n) {for (int gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {for (int i = gap; i < n; i++) {int temp = arr[i];int j;for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) {arr[j] = arr[j - gap];}arr[j] = temp;}}
}