C/C++实现八大排序算法汇总

简介

本文旨在介绍常用的八大排序算法并用 C/C++ 语言实现。

八大排序算法包括：

1. 冒泡排序（Bubble Sort）
2. 插入排序（Insertion Sort）
3. 选择排序（Selection Sort）
4. 快速排序（Quick Sort）
5. 归并排序（Merge Sort）
6. 希尔排序（Shell Sort）
7. 堆排序（Heap Sort）
8. 计数排序（Counting Sort）

冒泡排序（Bubble Sort）

冒泡排序是经典的交换排序算法，其基本思想是两两比较相邻元素，如果顺序不对就交换。每一轮都会将当前未排序的元素的最大值或最小值冒泡到数组的尾部或者头部。时间复杂度为 O(n^2)。

以下是使用 C++ 实现冒泡排序的示例代码：

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]);
            }
        }
    }
}

快速排序（Quick Sort）

快速排序是一种经典的递归排序算法，思路是以一个基准元素为标准，将数组分为两个子数组，一个子数组所有元素均小于等于基准元素，另一个子数组所有元素均大于等于基准元素，然后递归地对子数组进行快速排序。快速排序的时间复杂度为 O(nlogn)。

以下是使用 C++ 实现快速排序的示例代码：

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);
    }
}

计数排序（Counting Sort）

计数排序是一种非比较排序算法，适用于元素分布较为均匀的情况。其基本思想是寻找数组中最小值 min，将数组中所有元素都减去 min，然后统计每个数值为 i - min 的元素个数，再通过前缀和得到小于等于 i - min 的元素总数 c[i]，然后将该元素放入输出数组相应的位置。计数排序的时间复杂度为 O(n + k)，其中 k 是数据范围。

以下是使用 C++ 实现计数排序的示例代码：

void countingSort(int arr[], int n, int k) {
    int count[k+1] = {0};
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        count[arr[i]]++;
    }
    for (int i = 1; i <= k; i++) {
        count[i] += count[i - 1];
    }
    int output[n];
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        output[count[arr[i]] - 1] = arr[i];
        count[arr[i]]--;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = output[i];
    }
}

总结

本文介绍了八大排序算法，并提供了使用 C/C++ 实现的示例代码。在实际开发中，要根据不同的场景选择不同的排序算法，以满足不同的需求。同时，也要注意算法的时间复杂度和空间复杂度，以及算法的稳定性等问题。