比較排序法：如冒泡排序、簡單選擇排序、合并排序、快速排序。其最優(yōu)的時間復(fù)雜度為O(nlogn)。
其他排序法：如桶排序、基數(shù)排序等。時間復(fù)雜度可以達到O(n)。但試用范圍有要求。

桶排序：排序的數(shù)組元素跨距不能很大。因為跨距很大的話，會開辟大量的內(nèi)存。
基數(shù)排序：只適用于整數(shù)。

圖片來自博客：
https://www.cnblogs.com/wuxiangli/p/6399266.html

排序的穩(wěn)定性

考察排序算法的時候有一個很重要的特性，就是算法的穩(wěn)定性：假定在待排序的記錄序列中，存在多個具有相同的關(guān)鍵字的記錄，若經(jīng)過排序，這些記錄的相對次序保持不變，即在原序列中，ri=rj，且ri在rj之前，而在排序后的序列中，ri仍在rj之前，則稱這種排序算法是穩(wěn)定的；否則稱為不穩(wěn)定的。

１、冒泡排序(O(n²))

１.1、普通冒泡排序

依次將最小的數(shù)冒泡到第一位。流程如下圖所示。

void print_array(int* a)
{for(int i = 0;i<8;i++)cout<<a[i]<<"  ";cout<<endl;
}
int main()
{int a[8] = {10,23,56,12,12,0,2,15};for(int i = 0;i<8;i++){for (int j = 7; j > i; j--){if(a[j] < a[j-1]){int temp = a[j];a[j] = a[j-1];a[j-1] = temp;}}print_array(a);}
}

1.2、帶標記為的冒泡排序

如果在某次冒泡的過程中，沒有發(fā)生數(shù)據(jù)交換，說明已經(jīng)排好序了，沒有必要繼續(xù)進行。因此可以設(shè)置一個標志位：bool flag。

void print_array(int* a)
{for(int i = 0;i<8;i++)cout<<a[i]<<"  ";cout<<endl;
}
int main()
{int a[8] = {10,23,56,12,12,0,2,15};bool flag = true;for(int i = 0;i<8 && flag;i++){// 如果以后沒有數(shù)據(jù)交換，flag就會是falseflag = false;for (int j = 7; j > i; j--){if(a[j] < a[j-1]){// 發(fā)生數(shù)據(jù)交換時，標志位置為true。flag = true;int temp = a[j];a[j] = a[j-1];a[j-1] = temp;}}print_array(a);}
}

2、簡單選擇排序(O(n²))

從第一位開始，每次選擇最小的數(shù)據(jù)，和開始時的數(shù)據(jù)進行交換。

void print_array(int* a)
{for(int i = 0;i<8;i++)cout<<a[i]<<"  ";cout<<endl;
}
int main()
{int a[8] = {10,23,56,12,12,0,2,15};for(int i = 0;i<7;i++){int min = i;for(int j = i+1;j<8;j++){if(a[j] < a[min])min = j;}if(min != i){int temp = a[min];a[min] = a[i];a[i] = temp;}}print_array(a);
}

3、歸并排序(nlogn)

歸并排序的思路為：將數(shù)組不斷的分為兩部分。如一個長度為8的數(shù)組—>長度為4—>長度為2—>長度為1。然后再兩兩合并。在合并的過程中，數(shù)組已經(jīng)有序了，因此時間復(fù)雜度會降低。

// 合并兩個數(shù)組的函數(shù)
void Merge(int* a,int left1,int right1,int left2,int right2)
{// 由于后面會用到left1，left2的原值，因此這里先備份一個。int temp_left1 = left1;int temp_left2 = left2;int n = (right1 - left1 + 1) + (right2 - left2 + 1);vector<int> result;// 此時兩個數(shù)組已經(jīng)是有序的，合并的過程中，有一個數(shù)組到頭后就停止while(left1 <= right1 && left2 <= right2){if(a[left1] <= a[left2])result.push_back(a[left1++]);elseresult.push_back(a[left2++]);}// 遍歷剩下的部分while(left1 <= right1)result.push_back(a[left1++]);while(left2 <= right2)result.push_back(a[left2++]);// 放到數(shù)組a對應(yīng)的部分for(int i = 0;i<n;i++){a[temp_left1 + i] = result[i];}}
void Msort(int* a,int left,int right)
{if(left >= right) return;int medium = (left + right) / 2;// 分Msort(a,left,medium);Msort(a,medium+1,right);// 合Merge(a,left,medium,medium+1,right);
}
int main()
{int a[8] = {1,2,54,64,125,94,64,132};Msort(a,0,7);for(int i = 0;i<8;i++){cout<<a[i]<<"  ";}
}

4、快速排序(nlogn)

其思想為選一個數(shù)字，將小于該數(shù)字的值放在左邊，將大于該數(shù)字的值放在右邊。再將該數(shù)字的左右兩側(cè)的數(shù)組重復(fù)該過程。

思路由一篇博文提供，建議閱讀以下，比我寫的詳細很多。鏈接如下：
https://blog.csdn.net/qq_28584889/article/details/88136498

// 第一個數(shù)大小記為temp。將小于temp的放在左邊，將大于temp的放在右邊
// 返回排序后temp在數(shù)組中的位置。
int partition(int* a,int left,int right)
{int temp = a[left];int i = left,j = right;while(i < j){while(a[j] >= temp && i < j)j--;while(a[i] <= temp && i < j)i++;if(i < j){int nums = a[i];a[i] = a[j];a[j] = nums;}}a[left] = a[i];a[i] = temp;return i;
}
void quickSort(int* a,int left,int right)
{if(left >= right) return;// pos為排序后，第一個數(shù)字在數(shù)組中的位置// 如：數(shù)組為4 2 1 9 6 5 8 7// partition后變?yōu)? 2 4 9 6 5 8 7// 則pos為4的位置：2int pos = partition(a,left,right);// 對左邊排序quickSort(a,left,pos-1);// 對右邊排序quickSort(a,pos+1,right);
}
int main()
{int a[9] = {2,6,5,9,8,4,1,3,7};quickSort(a,0,8);for(int i = 0;i<9;i++)cout<<a[i]<<"  ";
}

桶排序(O(n))

參考的一下博客，讀者可自行閱讀。
（1）https://blog.csdn.net/bqw18744018044/article/details/81738883?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-3.control&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-3.control
（2）https://www.bilibili.com/video/av17940595?from=search&seid=4032616244052566693

void bucket_sort(double* a)
{vector<double> bucket[10];for(int i = 0;i<10;i++){int bi = 10 * a[i];bucket[bi].push_back(a[i]);}int pos = 0;for(int i = 0;i<10;i++){if(!bucket[i].empty()){sort(bucket[i].begin(),bucket[i].end());for(int j = 0;j<bucket[i].size();j++){a[pos] = bucket[i][j];pos++;}}}
}
int main()
{double a[10] = {0.2,0.5,0.65,0.59,0.62,0.35,0.48,0.98,0.84,0.56};bucket_sort(a);for(int i = 0;i<10;i++)cout<<a[i]<<"  ";
}

基數(shù)排序（O(d*(n+r))）

參考博客：
https://blog.csdn.net/u012580566/article/details/47702955

基數(shù)排序就是分別按個位數(shù)、十位數(shù)…進行排序。
如：
14 37 56 79 93 78 12 65 30
按個位數(shù)排完后為：
30 12 93 14 65 56 37 78 79
按十位數(shù)排完后為：
12 14 30 37 56 65 78 79 93
排序完成。

int get_max_bit(int* data,int n)
{int num = 1;for(int i = 0;i<n;i++){int bit = 0;int temp_val = data[i];while(temp_val != 0){temp_val /= 10;bit++;}if(bit > num)num = bit;}return num;
}
void max_sort(int* data,int n)
{int tmp[n];int count[10];int num = get_max_bit(data,n);int radio = 1;for(int i = 1;i<=num;i++){// 每次分配前清空計數(shù)器for(int j = 0; j < 10; j++)count[j] = 0;// 統(tǒng)計每個桶中的記錄數(shù)for(int j = 0; j < n; j++){int k = (data[j] / radio) % 10;count[k]++;}// count[j]中存儲尾數(shù)為0~j的數(shù)字的個數(shù)for(int j = 1; j < 10; j++)count[j] = count[j - 1] + count[j];// 將所有桶中記錄依次收集到tmp中for(int j = n - 1; j >= 0; j--){int k = (data[j] / radio) % 10;tmp[count[k] - 1] = data[j];count[k]--;}// 將臨時數(shù)組tmp的內(nèi)容復(fù)制到data中for(int j = 0; j < n; j++)data[j] = tmp[j];radio = radio * 10;}
}int main()
{int data[11] = { 73, 22, 93, 43, 55, 14, 28, 65, 39, 81, 196 };max_sort(data,11);for(int i = 0;i<11;i++)cout<<data[i]<<"  ";return 0;
}

時間復(fù)雜度：
設(shè)最高位數(shù)為d位，基數(shù)為r（如基數(shù)為10，即10進制，最大有10種可能，即最多需要10個桶來映射數(shù)組元素），一共n個數(shù)。由代碼可見，時間復(fù)雜度為：O(d(n+r))。空間復(fù)雜度為O(dr+n)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++排序算法实现（更新中）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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