// 排序算法編程實踐
#include
using namespace std;
// 冒泡排序
void BubbleSort(int a[], int n)
{
bool flag = true;
int k = n;
while (flag)
{
flag = false;
for (int i = 1; i < k; i++)
{
if (a[i - 1] > a[i]) {
swap(a[i - 1], a[i]);
flag = true;
}
}
k--;
}
}
// 直接插入排序
void Insertsort(int a[], int n)
{
int i, j;
for (i = 1; i < n; i++)
{
for (j = i - 1; j >= 0; j--)
{
if (a[j + 1] < a[j])
swap(a[j], a[j + 1]);
}
}
}
// 希爾排序(分組插入排序，增量為d，d=1是直接插入排序)
void Shellsort(int a[], int n) {
int i, j, gap;
for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2)
{
//for (i = 0; i < gap; i++)
for (i = gap; i < n; i++)
{
for (j = i - gap; j >= 0; j -= gap)
{
if (a[j + gap] < a[j])
swap(a[j + gap], a[j]);
}
}
}
}
// 直接選擇排序
void Selectsort(int a[], int n) {
int i, j;
for (i = 0; i < n; i++)
{
int minIndex = i;
for (j = i + 1; j < n; j++)
{
if (a[j] < a[minIndex])
{
minIndex = j;
}
}
swap(a[i], a[minIndex]);
}
}
// 歸并排序(分治法)
// 將有序數組a[first...mid]和a[mid...last]合并
void MergeArray(int a[], int first, int mid, int last, int tmp[])
{
int i = first, n = mid;
int j = mid + 1, m = last;
int k = 0;
while (i <= n&&j <= m)
{
if (a[i] < a[j])
tmp[k++] = a[i++];
else
tmp[k++] = a[j++];
}
while (i <= n)
{
tmp[k++] = a[i++];
}
while (j <= m)
tmp[k++] = a[j++];
for (i = 0; i < k; i++)
a[first + i] = tmp[i];
}
// 先遞歸地分解數列，再合并數列完成歸并排序
void MergesortSection(int a[], int first, int last, int tmp[])
{
if (first < last)
{
int mid = (first + last) / 2;
MergesortSection(a, first, mid, tmp);? // 左邊有序
MergesortSection(a, mid + 1, last, tmp); // 右邊有序
MergeArray(a, first, mid, last, tmp); // 合并兩個有序序列
}
}
void Mergesort(int a[], int n)
{
int *p = new int[n];
if (p == NULL)
return;
MergesortSection(a, 0, n - 1, p);
delete[] p;
}
// 快速排序
// 找中樞（挖坑填數）
int Partition(int a[], int left, int right)
{
int flag = a[left];
while (left < right)
{
while (a[right] >= flag&&left < right)
right--;
if (left < right)
{
a[left] = a[right];
left++;
}
while (a[left] < flag&&left < right)
left++;
if (left < right)
{
a[right] = a[left];
right--;
}
}
a[left] = flag;
return left;
}
void QuicksortSection(int a[], int left, int right)
{
if (left < right)
{
int i = Partition(a, left, right);
QuicksortSection(a, left, i -1);
QuicksortSection(a, i + 1, right);
}
}
void Quicksort(int a[], int n)
{
int left = 0;
int right = n - 1;
QuicksortSection(a, left, right);
}
// 堆排序
// 新加入節點i? 其父節點為(i-1)/2
void MinHeapFixUp(int a[], int i)
{
for (int j = (i - 1) / 2; a[i] > a[j] && i != 0 && j >= 0; i = j, j = (i - 1) / 2)
swap(a[i], a[j]);
}
// 插入節點，只能在最小堆的末尾插入
void MinHeapAddNumber(int a[], int n, int nNum)
{
a[n] = nNum;
MinHeapFixUp(a, n);
}
// 刪除節點i? 調整堆? 只能刪除最小堆的堆頂元素，將最后一個元素a[n]放在堆頂，進行調整
void MinHeapFixDown(int a[], int i, int n)
{
int j, tmp;
tmp = a[i];
j = 2 * i + 1;? // 左兒子
while (j < n)
{
if (j + 1 < n&&a[j + 1] < a[j]) // 在左兒子和右兒子中找最小
j++;
if (a[j] >= tmp)
break;
swap(a[j], a[i]);
i = j;
j = 2 * i + 1;
}
a[i] = tmp;
}
void MinHeapDeleteNumber(int a[], int n)
{
swap(a[0], a[n - 1]);
MinHeapFixDown(a, 0, n - 1);
}
// 建立最小堆，數組畫成堆后，葉子節點已經是合法的堆了，只要從最后一個葉子（即數組的最后一個元素）的雙親節點，向下調整就好
void MakeMinHeap(int a[], int n)
{
for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
MinHeapFixDown(a, i, n);
}
// 堆排序，對于小頂堆，我們只能從刪除堆頂元素開始
// 對于堆用數組表示，我們將堆頂元素a[0]與a[n-1]交換， a[1]與a[n-2]交換...
// 相當于刪除堆頂元素，所以向下調整堆
// 結果小頂堆對應的是從大到小的排序，若要從小到大，需要對結果逆序（或者用大頂堆）
void Minheapsort(int a[], int n)
{
MakeMinHeap(a, 5);
for (int i = n - 1; i >= 1; i--)
{
swap(a[i], a[0]);
MinHeapFixDown(a, 0, i);
}
}
int main()
{
int a[] = { 5,3,4,1,2 };
//BubbleSort(a, 5);
//Insertsort(a, 5);
//Shellsort(a, 5);
//Selectsort(a, 5);
//Mergesort(a, 5);
//Quicksort(a, 5);
Minheapsort(a, 5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout << a[i] << ",";
}
system("pause");
return 0;
}
