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算法与数据结构书籍推荐
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;
}
}
}
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