面试常见排序算法总结

详细的十大排序算法（加注释版），此外，还可以多去力扣第912题“排序数组”的题解区看一下。

面试常问的是快速排序、归并排序和堆排序。

快速排序

class Solution {
public:
    vector<int> sortArray(vector<int>& nums) {
        int length = nums.size();
        if(length <= 1)
            return nums;
        
        quickSort(nums, 0, length - 1);
        return nums;
    }
    
    
    // 加了随机切分元素的快排quickSort（基于partition改造）
    void quickSort(vector<int> &nums, int low, int high){
        if(low >= high)
            return;
        
        // 随机选择区间内的一个元素作为切分元素
        swap(nums[low], nums[rand() % (high - low + 1) + low]);
        // 常规partition
        int temp = nums[low];
        
        int left = low, right = high;
        while(left < right){
            while(left < right && nums[right] >= temp)
                right--;
            nums[left] = nums[right];
            
            while(left < right && nums[left] <= temp)
                left++;
            nums[right] = nums[left];
        }
        nums[left] = temp;
        int mid  = left;
        
        quickSort(nums, low, mid - 1);
        quickSort(nums, mid + 1, high);
    }
    
};

归并排序

// 总体分为“mergeSort”和“merge”两个部分
class Solution {
public:
    vector<int> sortArray(vector<int>& nums) {
        int length = nums.size();
        if(length <= 1)
            return nums;
        
        vector<int> temp(length);  // 归并排序需要一个“辅助数组”（注意初始化大小）
        mergeSort(nums, 0, length - 1, temp);
        
        return nums;
    }
    
    // 归并排序
    void mergeSort(vector<int> &nums, int low, int high, vector<int> &temp){
        if(low >= high)
            return;
        
        // 类似于 逐步二分地归并
        int mid = low + ((high - low) >> 1);  // (low + high) >> 1 这样可能溢出
        mergeSort(nums, low, mid, temp);
        mergeSort(nums, mid + 1, high, temp);
        merge(nums, temp, low, mid, high);
    }
    
    // 相邻两个有序子序列的归并（此时的nums为两段部分有序的数组）
    void merge(vector<int> &nums, vector<int> &temp, int low, int mid, int high){
        int i = low, j = mid + 1, k = low;
        // 将nums中的记录由小到大地并入temp中
        while(i <= mid && j <= high){
            if(nums[i] < nums[j])
                temp[k++] = nums[i++];
            else
                temp[k++] = nums[j++];
        }
        
        // 对剩余的元素做处理
        while(i <= mid) temp[k++] = nums[i++];
        while(j <= high) temp[k++] = nums[j++];
        
        // 这一步其实是多余的处理，不加这一步，sortArray中直接返回temp也行
        for(int idx = low; idx <= high; idx++)
            nums[idx] = temp[idx];
    }
    
};