C++实现各种排序算法类汇总
C++可实现各种排序算法类，比如直接插入排序、折半插入排序、Shell排序、归并排序、简单选择排序、基数排序、对data数组中的元素进行希尔排序、冒泡排序、递归实现、堆排序、用数组实现的基数排序等。
具体代码如下：
#ifndef SORT_H
#define SORT_H
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
// 1.直接插入排序
template<class ElemType>
void InsertSort(ElemType data[], int n);
// 2.折半插入排序
template<class ElemType>
void BInsertSort(ElemType data[], int n);
// 3.Shell排序
// 对data数组中的元素进行希尔排序，n为该数组大小
// increments为增量序列，incrementsLength为增量序列的大小
template<class ElemType>
void ShellSort(ElemType data[],int increments[], int n, int incrementsLength);
// 1.Bubble Sort
template<class ElemType>
void BubbleSort(ElemType data[], int n);
// 2.快速排序
template<class ElemType>
void QuickSort(ElemType data[], int n);
//////////////////
// Merge Sort
//////////////////
// 归并排序
template<class ElemType>
void MergeSort(ElemType data[],int n);
template<class ElemType>
void MergeSortNonRecursion(ElemType data[], int n);
//////////////////
// Selection sort
//////////////////
// 简单选择排序
template<class ElemType>
void SelectionSort(ElemType data[], int n);
// 堆排序
template<class ElemType>
void HeapSort(ElemType data[],int n);
///////////////
// Radix Sort
///////////////
// 静态链表结点
const int DIGITS = 10;
const int RADIX = 10;
class SLList;
ostream& operator<<(ostream& os, SLList &s);// 由于VC++6.0使用using namespace std对于友元不支持
// 故在类SLList之前做前向声明
// 若使用其他C++编译器，这两句可删去
// 静态链表static linked list
// [0]：头结点
class SLList
{
struct Node
{
int key[DIGITS];
int info;
int next;
};
friend ostream& operator<<(ostream& os, SLList &s);
public:
SLList():data(NULL),length(0){};
~SLList();
void Arrange();
void Init(int arr[],int n);
void RadixSort();
private:
void Distribute( int[], int[], int);
void Collection( int[], int[], int);
Node *data;
int length;
};
// 基数排序
void RadixSort(int data[], int n);
//void RadixSort(SLList&);
///////////////
// util
///////////////
template<class ElemType>
void Swap( ElemType& a, ElemType& b)
{
ElemType c = a;
a = b;
b = c;
}
int init(int** data);
template<class ElemType>
void print(ElemType data[],int begin,int end);
// 直接插入排序,数组data用于存放待排序元素，n为待排序元素个数
template<class ElemType>
void InsertSort(ElemType data[], int n)
{
ElemType tmp;
int i, j;
for (i = 1; i < n; i++){
if ( data[i] > data[i - 1])
continue;
tmp = data[i]; // 保存待插入的元素
data[i] = data[i - 1];
for ( j = i - 1; j > 0 && data[j - 1] > tmp;j--)
data[j] = data[j - 1]; // 元素后移
data[j] = tmp; // 插入到正确位置
}
}
// 折半插入排序
template<class ElemType>
void BInsertSort(ElemType data[], int n)
{
ElemType tmp;
int i, j, mid, low, high;
for (i = 1; i < n; i++){
tmp = data[i]; // 保存待插入的元素
low = 0;
high = i-1;
while (low <= high){ // 在data[low..high]中折半查找有序插入的位置
mid = (low + high) / 2; // 折半
if( tmp < data[mid])
high = --mid; // 插入点在低半区
else
low = ++mid; // 插入点在高半区
}
for(j = i - 1; j >= low; j--)
data[j + 1] = data[j]; // 元素后移
data[low] = tmp; // 插入到正确位置
}
}
// 对data数组中的元素进行希尔排序，n为该数组大小
// increments为增量序列，incrementsLength为增量序列的大小
template<class ElemType>
void ShellSort(ElemType data[], int increments[], int n, int incrementsLength)
{
int i, j, k;
ElemType tmp;
for ( k = 0; k < incrementsLength; k++){ // 进行以increments[k]为增量的排序
for ( i = increments[k]; i < n; i++){
tmp = data[i];
for ( j = i; j >= increments[k]; j -= increments[k]){
if ( tmp >= data[j - increments[k]])
break;
data[j] = data[j - increments[k]];
}
data[j] = tmp;
}
}
}
// 冒泡排序
template<class ElemType>
void BubbleSort(ElemType data[], int n)
{
int lastSwapIndex = n - 1; // 用于记录最后一次交换的元素下标
int i, j;
for (i = lastSwapIndex; i > 0;i = lastSwapIndex)
{
lastSwapIndex = 0;
for (j = 0; j < i; j++)
if (data[j] > data[j + 1]){
Swap( data[j],data[j + 1]);
lastSwapIndex = j;
}
}
}
//快速排序
template<class ElemType>
int Partition(ElemType data[] , int low , int high)
{
ElemType pivot = data[low];
while (low < high){
while (low < high && data[high] >= pivot)
high--;
data[low] = data[high];
while (low < high && pivot >= data[low])
low++;
data[high] = data[low];
}
data[low] = pivot;
return low;
}
template<class ElemType>
void QuickSort(ElemType data[], int begin, int end)
{
if (begin >= end)
return;
int pivot = Partition(data , begin , end);
QuickSort(data , begin , pivot - 1);
QuickSort(data , pivot + 1, end);
}
template<class ElemType>
void QuickSort(ElemType data[], int n)
{
if (n < 2)
return;
QuickSort(data, 0, n-1);
}
// 将数组data中，[lptr...rptr-1][rptr...rightEnd]两部分的元素进行合并
// tmpArr为合并时的辅存空间
template<class ElemType>
void Merge(ElemType data[], ElemType tmpArr[], int lptr, int rptr, int rightEnd)
{
int leftEnd = rptr - 1;
int ptr,i;
ptr = i = lptr;
while (lptr <= leftEnd && rptr <= rightEnd)
if (data[lptr] <= data[rptr])
tmpArr[ptr++] = data[lptr++];
else
tmpArr[ptr++] = data[rptr++];
while (lptr <= leftEnd)
tmpArr[ptr++] = data[lptr++];
while (rptr <= rightEnd)
tmpArr[ptr++] = data[rptr++];
for (;i <= rightEnd; i++)
data[i] = tmpArr[i];
}
// 递归实现
// 将数组data中，[begin...end]的元素进行归并排序
template<class ElemType>
void MSort(ElemType data[], ElemType tmpArr[], int begin, int end)
{
int middle;
if ( begin >= end)
return;
middle = (begin + end)/2; // 将data平分为[begin..middle]和[middle..end]
MSort( data, tmpArr, begin, middle); // 递归前半部分
MSort( data, tmpArr, middle + 1, end); // 递归后半部分
Merge( data, tmpArr, begin, middle + 1, end); // 将data[begin..middle]，data[middle..end]进行归并
}
template<class ElemType>
void MergeSort(ElemType data[], int n)
{
ElemType* pArr = NULL;
pArr = new ElemType[n];
MSort( data,pArr,0,n-1);
delete[] pArr;
}
// 非递归实现
template<class ElemType>
void MPass(ElemType data[], ElemType tmpArr[], int n, int mergeLength)
{
int i = 0;
while (i <= n - 2 * mergeLength){
Merge(data, tmpArr, i, i + mergeLength, i + 2 * mergeLength - 1);
i = i + 2 * mergeLength;
}
if (i + mergeLength < n)
Merge(data, tmpArr, i, i + mergeLength, n - 1);
}
template<class ElemType>
void MergeSortNonRecursion(ElemType data[], int n)
{
int mergeLength = 1;
ElemType* pArr = NULL;
pArr = new ElemType[n];
while (mergeLength < n){
MPass(data, pArr, n, mergeLength);
mergeLength *= 2;
}
delete[] pArr;
}
// 简单选择排序
template<class ElemType>
void SelectionSort(ElemType data[], int n)
{
int i, j, min;
for (i = 0; i < n; i++){
min = i;
for (j = i + 1; j < n; j++){
if ( data[j] < data[min])
min = j;
}
Swap(data[i],data[min]);
}
}
// 堆排序
// i为指定元素在数组中的下标
// 返回指定结点的左孩子在数组中的下标
inline int LeftChild(int i)
{
return 2 * i + 1;
}
template<class ElemType>
void HeapAdjust(ElemType data[], int i, int n)
{
ElemType tmp;
int child;
for ( tmp = data[i]; LeftChild(i) < n; i = child){
child = LeftChild(i);
if (child != n - 1 && data[child + 1] > data[child]) // 取较大的孩子结点
child++;
if (tmp < data[child])
data[i] = data[child];
else
break;
}
data[i] = tmp;
}
template<class ElemType>
void HeapSort(ElemType data[], int n)
{
int i;
for (i = n/2; i >= 0; i--) // 建堆
HeapAdjust(data, i, n);
for (i = n - 1;i > 0; i--){ // 将堆的根结点与最后的一个叶结点交换,并进行调整
Swap(data[0],data[i]);
HeapAdjust(data, 0, i);
}
}
// 用数组实现的基数排序
void RadixSort(int data[], int n)
{
const int radix = 10;
const int digits = 10;
int i,j,k,factor;
queue<int> queues[radix];
for ( i = 0,factor = 1; i < digits;i++,factor *= radix){
for ( j = 0;j < n; j++)
queues[(data[j]/factor)%radix].push(data[j]); // 分配
for ( k = j = 0; j < radix; j++,k++) // 收集
while (!queues[j].empty()){
data[k] = queues[j].front();
queues[j].pop();
}
}
}
// 分配
void SLList::Distribute(int front[], int rear[], int digit)
{
int i, index;
for (i = 0; i < RADIX; i++)
front[i] = 0;
for (i = data[0].next; i > 0; i = data[i].next){
index = data[i].key[digit];
if (front[index] == 0)
front[index] = i;
else
data[rear[index]].next = i;
rear[index] = i;
}
}
// 收集
void SLList::Collection(int front[], int rear[], int digit)
{
int i, current;
for (i = 0; front[i] == 0; i++); // 找到第一个非空子表
data[0].next = front[i]; // 头结点指向第一个非空子表中第一个结点
current = rear[i++];
for (; i < RADIX; i++){
if (front[i] == 0)
continue;
data[current].next = front[i]; // 链接两个非空子表
current = rear[i];
}
data[current].next = 0;
}
// 用SLList实现的基数排序
void SLList::RadixSort()
{
int i;
int front[RADIX],rear[RADIX];
// 从最低位优先依次对各关键字进行分配收集
for ( i = 0; i < DIGITS; i++){
Distribute(front, rear, i);
Collection(front, rear, i);
}
}
SLList::~SLList()
{
delete[] data;
length = 0;
}
void SLList::Init(int arr[], int n)
{
length = n + 1;
if (data != NULL)
delete[] data;
data = new Node[n + 1];
data[0].next = 1;
for ( int i = 1; i <= n; i++){
int value = data[i].info = arr[i - 1];
for (int j = 0;j < 10; j++){
data[i].key[j] = value % 10;// + '0';
value /= 10;
}
data[i].next = i + 1;
}
data[n].next = 0;
}
// 根据链表中各结点的指针值调整元素位置，使得SLList中元素按关键字正序排列
void SLList::Arrange()
{
int i, tmp;
int current = data[0].next; // current存放第一个元素的当前位置
for (i = 1; i < length; i++){
while (current < i) // 找到第i个元素，并用current存放其在静态链表中当前位置
current = data[current].next;
tmp = data[current].next;
if (current != i){
Swap(data[current], data[i]); // 第i个元素调整到位
data[i].next = current; // 指向被移走的元素
}
current = tmp; // 为找第i + 1个元素做准备
}
}
ostream& operator<<(ostream& os,SLList &s)
{
for (int i = 1; i < s.length; i++)
cout << s.data[i].info << " ";
os << endl;
return os;
}
#endif
以上是 C++实现各种排序算法类汇总 的全部内容， 来源链接： utcz.com/z/334510.html
