冒泡排序
冒泡排序也被称为下沉排序,是一个简单的排序算法,通过多次重复比较每对相邻的元素,并按规定的顺序交换他们,最终把数列进行排好序。一直重复下去,直到结束。该算法得名于较小元素“气泡”会“浮到”列表顶部。由于只使用了比较操作,所以这是一个比较排序。
冒泡排序算法的运作如下:
1、比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
2、对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数。
3、针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
4、持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。
static void BubbleSort(int[] arrayToSort) { int n = arrayToSort.Length - 1; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = n; j > i; j--) { if ((arrayToSort[j - 1]) > arrayToSort[j]) { int temp = arrayToSort[j - 1]; arrayToSort[j - 1] = arrayToSort[j]; arrayToSort[j] = temp; } } } }
插入排序
插入排序的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。插入排序在实现上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的额外空间的排序),因而在从后向前扫描过程中,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。
具体算法描述如下:
1、从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
2、取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
3、如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
4、重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
5、将新元素插入到该位置后
6、重复步骤2~5
static void InsertionSort(int[] arrayToSort) { for (int i = 1; i < arrayToSort.Length; i++) { int val = arrayToSort[i]; int j = i - 1; bool done = false; do { if (arrayToSort[j] > val) { arrayToSort[j + 1] = arrayToSort[j]; j--; if (j < 0) { done = true; } } else { done = true; } } while (!done); arrayToSort[j + 1] = val; } }
选择排序
原理:首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。
算法过程如下:
1、找到列表中的最小值,
2、把它和第一个位置的元素交换,
3、列表其余部分重复上面的步骤(从第二个位置开始,且每次加1).
static void SelectionSort(int[] arrayToSort) { int min; for (int i = 0; i < arrayToSort.Length; i++) { min = i; for (int j = i + 1; j < arrayToSort.Length; j++) { if (arrayToSort[j]<arrayToSort[min]) { min = j; } } int temp = arrayToSort[i]; arrayToSort[i] = arrayToSort[min]; arrayToSort[min] = temp; } }
归并排序
从概念上讲,归并排序的工作原理如下:
1、如果列表的长度是0或1,那么它已经有序。否则:
2、未排序的部分平均划分为两个子序列。
3、每个子序列,递归使用归并排序。
4、合并两个子列表,使之整体有序。
归并排序包含两个主要观点,以改善其运行时:
1、一个小列表排序的花费少于大列表。
2、把两个有序表合并,要比直接排列一个无序表花费更少的步骤。例如,您只需要遍历每个有序列表一次即可(见下面的合并功能)。
归并操作的过程如下:
1、申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列
2、设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
3、比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置
4、重复步骤3直到某一指针到达序列尾
5、将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
static void MergeSort(int[] a, int low, int height) { int l = low; int h = height; if (l >= h) { return; } int mid = (l + h) / 2; MergeSort(a, l, mid); MergeSort(a, mid + 1, h); int end_lo = mid; int start_hi = mid + 1; while ((l <= end_lo) && (start_hi <= h)) { if (a[l] < a[start_hi]) { l++; } else { int temp = a[start_hi]; for (int k = start_hi - 1; k >= l; k--) { a[k + 1] = a[k]; } a[l] = temp; l++; end_lo++; start_hi++; } } }
快速排序
快速排序采用分而治之的策略,把一个列表划分为两个子列表。步骤是:
1、从列表中,选择一个元素,称为基准(pivot)。
2、重新排序列表,把所有数值小于枢轴的元素排到基准之前,所有数值大于基准的排基准之后(相等的值可以有较多的选择)。在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
3、分别递归排序较大元素的子列表和较小的元素的子列表。
递归的结束条件是列表元素为零或一个,即已不需要排序。
static void QuickSort(int[] a, int left, int right) { int i = left; int j = right; double pivotValue = ((left + right) / 2); int x = (int)a[int.Parse(pivotValue.ToString())]; while (i <= j) { while (a[i] < x) { i++; } while (x < a[j]) { j--; } if (i <= j) { int temp = a[i]; a[i] = a[j]; i++; a[j] = temp; j--; } } if (left < j) { QuickSort(a, left, j); } if (i < right) { QuickSort(a, i, right); } }