Visual C# 詮釋常用排序算法

　　前段時(shí)間因?yàn)轫?xiàng)目需要，做了個(gè)用來(lái)對(duì)數(shù)組排序的類(lèi)，順便把以前學(xué)過(guò)的幾種排序算法用C#實(shí)現(xiàn)一下。用C#的一些機(jī)制來(lái)詮釋了一下算法的是實(shí)現(xiàn)。在閱讀本之前，需要一些對(duì)C#的有些基本的了解，了解方法參數(shù)中out ,ref的作用，掌握面向?qū)ο蟮囊恍┗舅枷搿?br />
　　1. 插入排序

　　1.1. 基本思想：

　　每次將一個(gè)待排序的數(shù)據(jù)元素，插入到前面已經(jīng)排好序的數(shù)列中的適當(dāng)位置，使數(shù)列依然有序；直到待排序數(shù)據(jù)元素全部插入完為止。

　　1.2. 排序過(guò)程：　

　　【示例】：
[初始關(guān)鍵字]
?????? [49] 38 65 97 76 13 27 49

(38) [38 49] 65 97 76 13 27 49

(65) [38 49 65] 97 76 13 27 49

(97) [38 49 65 97] 76 13 27 49

(76) [38 49 65 76 97] 13 27 49

(13) [13 38 49 65 76 97] 27 49

(27) [13 27 38 49 65 76 97] 49

(49) [13 27 38 49 49 65 76 97]

　　1.3. 程序?qū)崿F(xiàn)
<summary>

///?插入排序算法
///?</summary>
///?<param?name="dblArray"></param>

static?void?InsertSort(ref?double[]?dblArray)
{
　for(int?i?=?1?;?i?<?dblArray.Length?;?i++)
　{
　　int?frontArrayIndex?=?i-1?;
　　int?CurrentChangeIndex?=?i?;
　　while(frontArrayIndex>=0)
　　{
　　　if(dblArray[CurrentChangeIndex]?<?dblArray[frontArrayIndex])
　　　{
　　　　ChangeValue(ref?dblArray[CurrentChangeIndex],ref?dblArray[frontArrayIndex]);
　　　　CurrentChangeIndex?=?frontArrayIndex?;
　　　}
　　　frontArrayIndex--;
　　}
　}
}

///?<summary>
///?在內(nèi)存中交換兩個(gè)數(shù)字的值
///?</summary>
///?<param?name="A"></param>
///?<param?name="B"></param>

static?void?ChangeValue?(ref?double?A?,ref?double?B)
{
　double?Temp?=?A?;
　A?=?B?;
　B?=?Temp?;
}
　　2. 選擇排序

　　2.1. 基本思想：

　　每一趟從待排序的數(shù)據(jù)元素中選出最小（或最大）的一個(gè)元素，順序放在已排好序的數(shù)列的最后，直到全部待排序的數(shù)據(jù)元素排完。

　　2.2. 排序過(guò)程：

　　【示例】：

初始關(guān)鍵字?????????? [49 38 65 97 76 13 27 49]

第一趟排序后 13 ［38 65 97 76 49 27 49]

第二趟排序后 13 27 ［65 97 76 49 38 49]

第三趟排序后 13 27 38 [97 76 49 65 49]

第四趟排序后 13 27 38 49 [49 97 65 76]

第五趟排序后 13 27 38 49 49 [97 97 76]

第六趟排序后 13 27 38 49 49 76 [76 97]

第七趟排序后 13 27 38 49 49 76 76 [ 97]

最后排序結(jié)果 13 27 38 49 49 76 76 97

　　2.3. 程序?qū)崿F(xiàn)
///?<summary>
///?選擇排序?
///?</summary>
///?<param?name="dblArray"></param>

private?static?void?SelectSort(ref?double[]?dblArray)
{
　for(int?i?=0?;?i<?dblArray.Length;?i++)
　{
　　double?MinValue?=?dblArray[i]?;
　　int?MinValueIndex?=?i?;
　　for(int?j?=?i;?j<?dblArray.Length;?j++)
　　{
　　　if(MinValue?>?dblArray[j]?)
　　　{
　　　　MinValue?=?dblArray[j]?;
　　　　MinValueIndex?=?j?;
　　　}
　　}
　　ExChangeValue(ref?dblArray[i],?ref?dblArray[MinValueIndex]);
　}
}

///?<summary>
///?交換數(shù)據(jù)
///?</summary>
///?<param?name="A"></param>
///?<param?name="B"></param>

private?static?void?ExChangeValue(ref?double?A?,?ref?double?B)
{
　double?Temp?=?A?;
　A?=?B?;
　B?=?Temp?;
}
　3. 冒泡排序

　　3.1. 基本思想：

　　兩兩比較待排序數(shù)據(jù)元素的大小，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)元素的次序相反時(shí)即進(jìn)行交換，直到?jīng)]有反序的數(shù)據(jù)元素為止。

　　3.2. 排序過(guò)程：

　　設(shè)想被排序的數(shù)組R［1..N］垂直豎立，將每個(gè)數(shù)據(jù)元素看作有重量的氣泡，根據(jù)輕氣泡不能在重氣泡之下的原則，從下往上掃描數(shù)組R，凡掃描到違反本原則的輕氣泡，就使其向上"漂浮"，如此反復(fù)進(jìn)行，直至最后任何兩個(gè)氣泡都是輕者在上，重者在下為止

　　【示例】：

49 13 13 13 13 13 13 13

38 49 27 27 27 27 27 27

65 38 49 38 38 38 38 38

97 65 38 49 49 49 49 49

76 97 65 49 49 49 49 49

13 76 97 65 65 65 65 65

27 27 76 97 76 76 76 76

49 49 49 76 97 97 97 97

　　3.3. 程序?qū)崿F(xiàn)

　　程序支持順序和倒序排列。
///?<summary>
///?冒泡算法
///?</summary>
///?<param?name="abarray"></param>
///?<param?name="IsAscending">是否順序排序</param>
///?<returns></returns>

private?static?double[]?BubbleArithmetic(double[]?abarray?,bool?IsAscending)
{
　if(abarray.Length?>?0?)
　{
　　for(int?i?=?abarray.Length-1?;i?>=0?;i--)
　　{
　　　for(int?j?=?i-1?;?j>=0?;?j--)
　　　{
　　　　if(CheckAccordCondition(abarray[i],abarray[j],IsAscending))
　　　　{
　　　　　ExChangeValue(ref?abarray[i],ref?abarray[j]);
　　　　}
　　　}
　　}
　}
　return?abarray;
}

///?<summary>
///?交換數(shù)據(jù)
///?</summary>
///?<param?name="A"></param>
///?<param?name="B"></param>

private?static?void?ExChangeValue(ref?double?A?,?ref?double?B)
{
　double?Temp?=?A?;
　A?=?B?;
　B?=?Temp?;
}

///?<summary>
///?是否符合條件
///?</summary>
///?<returns></returns>

private?static?bool?CheckAccordCondition(double?data1?,double?data2,?bool?IsAscending)
{
　if(data1?>?data2)
　{
　　return?IsAscending?==?true???true?:false;
　}
　else
　{
　　return?IsAscending?==?true???false?:true?;
　}
}
　4. 快速排序

　　4.1. 基本思想：

　　在當(dāng)前無(wú)序區(qū)R[1..H]中任取一個(gè)數(shù)據(jù)元素作為比較的"基準(zhǔn)"(不妨記為X)，用此基準(zhǔn)將當(dāng)前無(wú)序區(qū)劃分為左右兩個(gè)較小的無(wú)序區(qū)：R[1..I-1]和R[I+1..H]，且左邊的無(wú)序子區(qū)中數(shù)據(jù)元素均小于等于基準(zhǔn)元素，右邊的無(wú)序子區(qū)中數(shù)據(jù)元素均大于等于基準(zhǔn)元素，而基準(zhǔn)X則位于最終排序的位置上，即R[1..I-1]≤X.Key≤R[I+1..H](1≤I≤H)，當(dāng)R[1..I-1]和R[I+1..H]均非空時(shí)，分別對(duì)它們進(jìn)行上述的劃分過(guò)程，直至所有無(wú)序子區(qū)中的數(shù)據(jù)元素均已排序?yàn)橹埂?br />
　　4.2. 排序過(guò)程：

　　【示例】：

初始關(guān)鍵字 [49 38 65 97 76 13 27 49］

第一次交換后 ［27 38 65 97 76 13 49 49］

第二次交換后 ［27 38 49 97 76 13 65 49］

第三次交換后 ［27 38 13 97 76 49 65 49］

第四次交換后 ［27 38 13 49 76 97 65 49］

［27 38 13 49 76 97 65 49］

（一次劃分過(guò)程）

初始關(guān)鍵字 ［49 38 65 97 76 13 27 49］

一趟排序之后 ［27 38 13］ 49 ［76 97 65 49］

二趟排序之后 ［13］ 27 ［38］ 49 ［49 65］76 ［97］

三趟排序之后 13 27 38 49 49 ［65］76 97

最后的排序結(jié)果 13 27 38 49 49 65 76 97

　　各趟排序之后的狀態(tài)

　　4.3. 程序?qū)崿F(xiàn)
///?<summary>
///?快速排序法
///?</summary>
///?<param?name="dbArray"></param>
///?<param?name="StartIndex"></param>
///?<param?name="EndIndex"></param>

private?static?void?QuickSort(?ref?double[]?dbArray?,int?StartIndex?,int?EndIndex)
{
　//基數(shù)
　int?CurrentIndex?=?StartIndex?;
　//順序查找
　bool?IsOrderSearched?=?true?;
　//反序查找
　bool?IsDisOrderSearched?=?true?;
　while(IsOrderSearched?||?IsDisOrderSearched)
　{
　　IsDisOrderSearched?=?false?;
　　IsOrderSearched?=?false?;
　　for(int?i?=EndIndex?;?i>CurrentIndex?;i--)
　　{
　　　if(dbArray[i]?<?dbArray[CurrentIndex])
　　　{
　　　　ExChangeValue(ref?dbArray[i]?,ref?dbArray[CurrentIndex]);
　　　　CurrentIndex?=?i?;
　　　　IsDisOrderSearched?=?true?;
　　　　break?;
　　　}
　　}
　　for(int?i?=?StartIndex?;?i?<?CurrentIndex?;?i++)
　　{
　　　if(dbArray[i]?>?dbArray[CurrentIndex])
　　　{
　　　　ExChangeValue(ref?dbArray[i]?,ref?dbArray[CurrentIndex]);
　　　　CurrentIndex?=?i?;
　　　　IsOrderSearched?=?true?;
　　　　break?;
　　　}
　　}
　}
　if(?EndIndex?-?StartIndex?>?0?)
　{
　　if(CurrentIndex?!=?StartIndex?)
　　{
　　　QuickSort(ref?dbArray?,StartIndex,CurrentIndex?-1);
　　}
　　if(CurrentIndex?!=?EndIndex)
　　{
　　　QuickSort(ref?dbArray?,CurrentIndex+1,EndIndex);
　　}
　}
}

///?交換數(shù)據(jù)
///?</summary>
///?<param?name="A"></param>
///?<param?name="B"></param>

private?static?void?ExChangeValue(ref?double?A?,?ref?double?B)
{
　double?Temp?=?A?;
　A?=?B?;
　B?=?Temp?;
}
　5. 堆排序

　　5.1. 基本思想：

　　堆排序是一樹(shù)形選擇排序，在排序過(guò)程中，將R[1..N]看成是一顆完全二叉樹(shù)的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，利用完全二叉樹(shù)中雙親結(jié)點(diǎn)和孩子結(jié)點(diǎn)之間的內(nèi)在關(guān)系來(lái)選擇最小的元素。

　　5.2. 堆的定義:

　　N個(gè)元素的序列K1,K2,K3,...,Kn.稱(chēng)為堆，當(dāng)且僅當(dāng)該序列滿(mǎn)足特性：Ki≤K2i Ki ≤K2i+1(1≤ I≤ [N/2])。


　　堆實(shí)質(zhì)上是滿(mǎn)足如下性質(zhì)的完全二叉樹(shù)：樹(shù)中任一非葉子結(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字均大于等于其孩子結(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字。例如序列10,15,56,25,30,70就是一個(gè)堆，它對(duì)應(yīng)的完全二叉樹(shù)如上圖所示。這種堆中根結(jié)點(diǎn)（稱(chēng)為堆頂）的關(guān)鍵字最小，我們把它稱(chēng)為小根堆。反之，若完全二叉樹(shù)中任一非葉子結(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字均大于等于其孩子的關(guān)鍵字，則稱(chēng)之為大根堆。

　　5.3. 排序過(guò)程：

　　堆排序正是利用小根堆（或大根堆）來(lái)選取當(dāng)前無(wú)序區(qū)中關(guān)鍵字小（或最大）的記錄實(shí)現(xiàn)排序的。我們不妨利用大根堆來(lái)排序。每一趟排序的基本操作是：將當(dāng)前無(wú)序區(qū)調(diào)整為一個(gè)大根堆，選取關(guān)鍵字最大的堆頂記錄，將它和無(wú)序區(qū)中的最后一個(gè)記錄交換。這樣，正好和直接選擇排序相反，有序區(qū)是在原記錄區(qū)的尾部形成并逐步向前擴(kuò)大到整個(gè)記錄區(qū)。

　　【示例】：對(duì)關(guān)鍵字序列42，13，91，23，24，16，05，88建堆。

?

?

　　5.4. 程序?qū)崿F(xiàn)
///?<summary>
///?小根堆排序
///?</summary>
///?<param?name="dblArray"></param>
///?<param?name="StartIndex"></param>
///?<returns></returns>

private?static?void?HeapSort(ref?double[]?dblArray?)
{
　for(int?i?=?dblArray.Length?-1?;?i?>=?0;?i--)
　{?
　　if(2*i+1<dblArray.Length)
　　{
　　　int?MinChildrenIndex?=?2*i+1?;
　　　//比較左子樹(shù)和右子樹(shù)，記錄最小值的Index
　　　if(2*i+2?<?dblArray.Length?)
　　　{
　　　　if(dblArray[2*i+1]>dblArray[2*i+2])
　　　　　MinChildrenIndex?=?2*i+2;
　　　}
　　　if(dblArray[i]?>?dblArray[MinChildrenIndex])
　　　{
　　　　ExchageValue(ref?dblArray[i],ref?dblArray[MinChildrenIndex]);
　　　　NodeSort(ref?dblArray?,MinChildrenIndex);
　　　}
　　}
　}?
}

///?<summary>
///?節(jié)點(diǎn)排序
///?</summary>
///?<param?name="dblArray"></param>
///?<param?name="StartIndex"></param>

private?static?void?NodeSort(ref?double[]?dblArray,int?StartIndex)
{
　while(2*StartIndex+1?<?dblArray.Length)
　{
　　int?MinChildrenIndex?=?2*StartIndex+1?;
　　if(2*StartIndex+2?<?dblArray.Length?)
　　{?
　　　if(dblArray[2*StartIndex+1]>dblArray[2*StartIndex+2])
　　　{
　　　　MinChildrenIndex?=?2*StartIndex+2;
　　　}
　　}
　　if(dblArray[StartIndex]?>?dblArray[MinChildrenIndex])
　　{
　　　ExchageValue(ref?dblArray[StartIndex],ref?dblArray[MinChildrenIndex]);
　　　StartIndex?=?MinChildrenIndex?;
　　}
　}
}

///?<summary>
///?交換值
///?</summary>
///?<param?name="A"></param>
///?<param?name="B"></param>

private?static?void?ExchageValue(ref?double?A?,?ref?double?B)
{
　double?Temp?=?A?;
　A?=?B?;
　B?=?Temp?;
}
　　總結(jié)：

　　人常說(shuō)算法是程序的靈魂，在作項(xiàng)目的過(guò)程中時(shí)常注意且不可靈魂出竅。時(shí)常去回顧一下以前的數(shù)據(jù)重要性就如同基督徒每周要做禮拜一樣。不能因?yàn)橛辛薈# 和Java這種平臺(tái)之后，就忽略了基礎(chǔ)的重要性。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Visual C# 诠释常用排序算法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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