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C++ 数组排序算法

2023-07-05 09:42:34 深夜i -- --

C++ 数组排序算法

C++是一种广泛使用的高级编程语言，在计算机科学、数据结构和算法中都有着重要的地位。其中，排序算法是计算机科学领域中最基本的算法之一，因为它可以帮助我们对大量数据进行排序。

在C++中，数组排序算法有许多种，下面将会介绍其中的几种：

1. 冒泡排序

冒泡排序是一种基本的排序算法，其原理是通过多次循环比较相邻的元素，每次把最大的数移到数组的最后。这个算法的时间复杂度为O(n^2)。

以下是用C++实现冒泡排序的代码：


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]) {
        int temp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = temp;
      }
    }
  }
}

2. 快速排序

快速排序是一种高效的排序算法，其原理是通过分治的思想，将整个数组分成两个部分，其中一部分的数都比另一部分的数大或小。然后再对这两部分继续进行排序。对于包含n个数的数组，平均情况下，快速排序的时间复杂度为O(nlogn)。

以下是用C++实现快速排序的代码：


void quickSort(int arr[], int low, int high) {
  if (low < high) {
    int pivot = partition(arr, low, high);
    quickSort(arr, low, pivot - 1);
    quickSort(arr, pivot + 1, high);
  }
}
int partition(int arr[], int low, int high) {
  int pivot = arr[high];
  int i = low - 1;
  for (int j = low; j < high; j++) {
    if (arr[j] <= pivot) {
      i++;
      swap(arr[i], arr[j]);
    }
  }
  swap(arr[i + 1], arr[high]);
  return i + 1;
}

3. 归并排序

归并排序是一种稳定的排序算法，其原理是将数组分成若干个子数组，然后将这些子数组按顺序合并成一个大的有序数组。对于包含n个数的数组，归并排序的时间复杂度为O(nlogn)。

以下是用C++实现归并排序的代码：


void mergeSort(int arr[], int l, int r) {
  if (l < r) {
    int mid = (l + r) / 2;
    mergeSort(arr, l, mid);
    mergeSort(arr, mid + 1, r);
    merge(arr, l, mid, r);
  }
}
void merge(int arr[], int l, int mid, int r) {
  int i = l, j = mid + 1, k = 0;
  int temp[r - l + 1];
  while (i <= mid && j <= r) {
    if (arr[i] <= arr[j])
      temp[k++] = arr[i++];
    else
      temp[k++] = arr[j++];
  }
  while (i <= mid) temp[k++] = arr[i++];
  while (j <= r) temp[k++] = arr[j++];
  for (i = l, k = 0; i <= r; i++, k++)
    arr[i] = temp[k];
}

总结

在实际应用中，针对不同的数据量和性能要求，我们需要采用不同的排序算法。例如，对于数据量较小的数组，可以选择冒泡排序或插入排序；对于数据量较大的数组，可以选择快速排序或归并排序等更为高效的算法。通过深入理解这些排序算法并掌握对应的C++代码实现，可以帮助我们更加高效地完成数据处理任务。

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