排序演算法----交換排序（氣泡排序&快速排序）

一、排序演算法分為：

1.插入排序（直接插入排序&希爾排序）

     2.選擇排序（直接選擇排序&堆排序）

     3.交換排序（氣泡排序&快速排序）

     4.歸併排序

----快速排序總共有三種方法：(1).左右指標法(2).挖坑法(3).前後指標法

二、幾種排序的效能比較

三、氣泡排序

    1.程式碼

//氣泡排序
void BubbleSort(int* a,size_t n)
{
	assert(a);
	int end = n;
	while(end>0)
	{
		for(int i=0;i<end;++i)
		{
			if(a[i-1]>a[i])
			{
				swap(a[i-1],a[i]);
			}
		}
		--end;
	}
}
//列印函式
void PrintArray(int* a,size_t n)
{
	for(size_t i=0;i<n;++i)
	{
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
}
//測試程式碼
void  BubbleSortTest()
{
	int a[]={2,5,4,0,9,3,6,8,7,1};
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
	BubbleSort(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
}
 

    最好情況：O(n)

    最壞情況：O(n^2)

    平均情況：O(n^2)

    空間複雜度：O(1)

3.穩定性：穩定

四、快速排序

   方法一：左右指標法

   演算法程式碼：

//方法一：左右指標法
int PartSort1(int* a,int left,int right)
{
	int key = a[right];
	int begin = left;//左右指標，下標
	int end = right;
	while(begin<end)
	{
		while(begin<end && a[begin]<=key)//從左邊找比key大的值
		{
			++begin;
		}
		while(begin<end && a[end]>=key)//從右邊找比key小的值
		{
			--end;
		}
		if(begin<end)
		{
			swap(a[begin],a[end]);
		}
		swap(a[begin],a[right]);
	}
	return a[begin];
}
void QuickSort1(int* a,int left,int right)
{
	assert(a);
	if(left<right)
	{
		int div = PartSort1(a,left,right);
		QuickSort1(a,left,div-1);
		QuickSort1(a,div+1,right);
	}
}
//列印函式
void PrintArray(int* a,size_t n)
{
	for(size_t i=0;i<n;++i)
	{
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
}
//測試程式碼
void QuickSortTest()
{
    int a[]={2,5,4,0,9,3,6,8,7,1};
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
	QuickSort1(a,0,(sizeof(a)/sizeof(a[0]))-1);
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
}

    演算法程式碼：

//方法二：挖坑
int PartSort2(int* a,int left,int right)
{
	int key = a[right];
	while(left<right)
	{
		while(left<right && a[left]<=key)
		{
			++left;
		}
		a[right] = a[left];//左坑
		while(left<right && a[right]>=key)
		{
			--right;
		}
		a[left] = a[right];
	}
	a[left] = key;
	return a[left];
}
void QuickSort2(int* a,int left,int right)
{
	assert(a);
	if(left<right)
	{
		int div = PartSort2(a,left,right);
		QuickSort2(a,left,div-1);
		QuickSort2(a,div+1,right);
	}
}
//列印函式
void PrintArray(int* a,size_t n)
{
	for(size_t i=0;i<n;++i)
	{
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
}
//測試程式碼
void QuickSortTest()
{
    int a[]={2,5,4,0,9,3,6,8,7,1};
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
	QuickSort2(a,0,(sizeof(a)/sizeof(a[0]))-1);
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
}

     演算法程式碼：

//方法三：前後指標法??若有問題，請指出
int PartSort3(int* a,int left,int right)
{
	int cur = left;
	int prev = left-1;
	int key = a[right];
	while(cur<right);
	{
		if(a[cur]<key && ++prev!=cur)
		{
			swap(a[cur],a[prev]);
		}
		++cur;
	}
	swap(a[++prev],a[right]);
	return prev;
}

void QuickSort3(int* a,int left,int right)
{
	assert(a);
	if(left<right)
	{
		int div = PartSort3(a,left,right);
		QuickSort3(a,left,div-1);
		QuickSort3(a,div+1,right);
	}
}
//列印函式
void PrintArray(int* a,size_t n)
{
	for(size_t i=0;i<n;++i)
	{
		cout<<a[i]<<" ";
	}
	cout<<endl;
}
//測試程式碼
void QuickSortTest()
{
    int a[]={2,5,4,0,9,3,6,8,7,1};
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
	QuickSort3(a,0,(sizeof(a)/sizeof(a[0]))-1);
	PrintArray(a,sizeof(a)/sizeof(a[0]));
}

   最好情況：O(nlogn)

   最壞情況：O(n^2)

   平均情況：O(nlogn)

   空間複雜度：O(nlogn)

3.穩定性：不穩定