C++ Exercises（十五）--排序算法的简单实现

 

struct Node 
{//队列结点
    int data;
    struct Node* pNext;
};
class CQueue
{//队列类(带头结点）
public:
    CQueue(void);
    ~CQueue(void);
    bool isEmpty()const;//是否为空
    void EnQueue(int num);//入队列
    int DeQueue();//出队列
    int Front()const;//对头元素
    void clearQueue();//清空队列
    int Size()const;
    void printQueue()const;
private:
    Node *front;//头结点
    Node *end;//尾结点
    int size;//队列大小
        
};
#include "Queue.h"
#include <cstdlib>
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;

CQueue::CQueue(void)
{
    this->front = new Node;
    this->front->pNext = NULL;
    this->end = this->front;
    this->size = 0;
}
void CQueue::EnQueue(int num)
{//入队列
    Node* pNum = new Node;
    pNum->data = num;
    pNum->pNext = NULL;
    this->end->pNext = pNum;
    this->end = pNum;
    this->size++;
}
int CQueue::DeQueue()
{//出队列，返回对头元素值
    assert(this->front!=this->end);//队列不空
    int result;
    Node* pNum = this->front->pNext;
    result = pNum->data;
    if (pNum==this->end)
    {//队列中只有一个元素了
        this->front->pNext = NULL;
        this->end = this->front;
    }
    else
    {
        this->front->pNext = pNum->pNext;
    }
    delete pNum;
    this->size--;
    return result;
}
void CQueue::clearQueue()
{//清空队列
    if (!this->isEmpty())
    {
        Node* pNum = this->front->pNext;//指向第一个结点
        Node* pre = this->front;
        while (pNum!=NULL)
        {
            pre = pNum;
            delete pre;
            pNum = pNum->pNext;
        }
        this->front->pNext = NULL;
        this->end = this->front;
        this->size = 0;
    }

}
void CQueue::printQueue()const
{
    if (!this->isEmpty())
    {
        Node* pNum = this->front->pNext;
        while (pNum!=NULL)
        {
            cout<<pNum->data<<" ";
            pNum = pNum->pNext;
        }
        cout<<endl;
    }
}
int CQueue::Size()const
{
    return this->size;
}
bool CQueue::isEmpty()const
{
    return this->front==this->end;
}
CQueue::~CQueue(void)
{
this->clearQueue();
}

#include "Queue.h"
#include <iostream>
using namespace std;

void printArray(int data[],int n)
{
    int i;
    for (i=0;i<n;++i)
    {
        cout<<data[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;
}
int getRadix(int num,int count)
{//返回num在趟数为count时的数值,0趟最后一位，趟倒数第一位，依次类推
    int temp = num,result,nCount=0;
    while(nCount<=count)
    {
        result = temp%10;
        temp = temp/10;
        nCount++;
    }
    return result;
}
void RadixSort(int data[],int n,const int count)
{//基数排序,count为趟数
    CQueue *queue = new CQueue[10];//下标从到的个队列
    int i,j,num,m;
    //
    for (i=0;i<count;++i)
    {
        //分配
        for (j=0;j<n;++j)
        {
            num = getRadix(data[j],i);//当前趟数下的基数
            queue[num].EnQueue(data[j]);
        }
        for (j=0;j<10;++j)
        {
            cout<<"队列"<<j<<":"<<endl;
            queue[j].printQueue();
        }
        
        //收集
        m = 0;
        for (j=0;j<10;++j)
        {
            while (!queue[j].isEmpty())
            {
                data[m] = queue[j].DeQueue();
                m++;
            }

        }
        cout<<"收集趟数: "<<i<<": "<<endl;
        printArray(data,n);
    }
}

void swap(int& a,int& b)
{
    int temp = a;
    a =  b;
    b = temp;
}
int minElement(int data[],int begin,int end)
{
    int result=begin,maxNum = data[begin],i;
    for (i=begin+1;i<end;++i)
    {
        if (data[i]<maxNum)
        {
            maxNum = data[i];
            result = i;
        }
    }
    return result;
}
void SelectionSort(int data[],int n)
{//选择排序
    int i,num;
    //共需要进行n-1轮
    for (i=0;i<n-1;++i)
    {
        num = minElement(data,i,n);
        swap(data[i],data[num]);
    }
}
void AdjustHeap(int data[],int begin,int end)
{//堆调整data[beginend-1]
    int tmp = data[begin];
    int c = begin*2,pos = begin;
    while(c<=end)
    {
        if (c<end&&data[c+1]>data[c])
        {
            c++;
        }
        if (data[c]>tmp)
        {
            data[pos] = data[c];
            pos = c;
            c = c*2;
            
        }
        else
            break;
    }
    data[pos] = tmp;
}
void BuildHeap(int data[],int n)
{//初始建小顶堆
    int i;
    for (i=n/2;i>0;--i)
    {
        AdjustHeap(data,i,n);
    }

}

void HeapSort(int data[],int n)
{//堆排序
    int* tdata = new int[n+1];
    int i;
    tdata[0] = -1;//第一个元素舍弃
    for (i=0;i<n;++i)
    {
        tdata[i+1] = data[i];
    }
    BuildHeap(tdata,n); //将tdata[1n]建成初始堆
    for(i=n-1;i>=1;--i)
    { //对当前无序区进行堆排序，共做n-1趟。
        swap(tdata[1],tdata[i+1]);
        AdjustHeap(tdata,1,i); //重新调整为堆
    }
    for (i=0;i<n;++i)
    {
        data[i] = tdata[i+1];
    }
    delete[] tdata;
}

void BubbleSort(int data[],int n)
{//冒泡排序
    bool isChange = true;
    int i,k;
    for (k=n-1;k>=1&&isChange==true;--k)
    {
        isChange = false;
        for (i=0;i<k;++i)
        {
            if (data[i]>data[i+1])
            {
                swap(data[i],data[i+1]);
                isChange = true;
            }
        }
    }
}

void InsertSort(int data[],int n)
{//插入排序
    int i,j,pos,num;
    for (i=1;i<n;++i)
    {
        num = data[i];
        for (j=0;j<=i-1&&data[i]>data[j];++j);
        pos = j;//插入点
        for (j=i-1;j>=pos;--j)
        {
            data[j+1] = data[j];
        }
        data[pos] = num;
    }
}
void QuickSort(int *data,int low,int high)
{//快速排序
    int pivot;
    int scanUp,scanDown;
    int mid;
    if(high-low<=0)
        return;
    else 
    {
        if(high-low==1)
        {
            if(data[high]<data[low])
                swap(data[low],data[high]);
            return;
        }
        mid = (low+high)/2;
        pivot = data[mid];
        swap(data[low],data[mid]);
        scanUp = low+1;
        scanDown = high;
        do
        {
            while(scanUp<=scanDown&&data[scanUp]<=pivot)
                scanUp++;
            while(data[scanDown]>pivot)
                scanDown--;
            if(scanUp<scanDown)
                swap(data[scanUp],data[scanDown]);
        }while(scanUp<scanDown);
        data[low] = data[scanDown];
        data[scanDown] = pivot;
        if(low<scanDown-1)
            QuickSort(data,low,scanDown-1);
        if(scanDown+1<high)
            QuickSort(data,scanDown+1,high);
    }
}
int main()
{
    int a[] = {10,32,55,41,39,12,11,15,20,19,21,22,29,25};
    int len = sizeof(a)/sizeof(int);
    cout<<"排序前:"<<endl;
    printArray(a,len);
    //RadixSort(a,len,2);
    //SelectionSort(a,len);
    //HeapSort(a,len);
    //BubbleSort(a,len);
    //InsertSort(a,len);
    QuickSort(a,0,len);
    cout<<"排序后:"<<endl;
    printArray(a,len);
    system("pause");
    return 0;
}