每天学习算法系列—内部排序之归并排序和快速排序

每天学习算法系列—内部排序之归并排序和快速排序

最近经常在CSDN逛，看了不少博客，写的非常好，一直想写博客，却总是找各种借口推掉，无论写的好与坏都要坚持写下去，每天写一点点。

也在学习算法，想动手写一下，也参考了很多网友写的博客。

算法介绍：

排序算法分为内部排序算法和外部排序算法，内部排序算法：如果整个排序过程不需要访问外存就能完成，即可以称为内部排序算法。外部排序：由于计算机内存容量有限，当大批量的数据进行排序时，不可能全部装入内存，即待排序的元素都存储在外存中。

将归并排序和快速排序放在一起比较，他们都是采用分治的方法进行的排序。

1、归并排序：将含有n个元素的待排序序列看成n个长度为1的有序子序列，将他们两两合并，得到长度为2的若干个子序列，再对这些子序列两两合并.......一直重复到长度为n，这时排序就完成了。

2、算法示意图如下：



3、程序代码如下：

/*************************************************************************
> File Name: mergesort.cpp
> Author: kanty
> Mail: jiakang906@126.com
> Created Time: 2014年03月12日 星期三 22时56分43秒
************************************************************************/
#include<iostream>
using namespace std;

void Merge_Step(int *a,int *b,int start,int mid,int end)
{
int i,j,k;
i=start;
j=mid+1;
k=0;
//比较a中前后两个子序列中的元素大小，小的存到b中
while(i<=mid&&j<=end)
{
if(a[i]<=a[j])
b[k++]=a[i++];
else
b[k++]=a[j++];
}
//将剩余没有比较的元素直接复制到b中
while(i<=mid)
b[k++]=a[i++];
while(j<=end)
b[k++]=a[j++];
//将数组b中元素复制给a，注意start别忘了，从start开始的
for(i=0;i<k;i++)
a[start+i]=b[i];
}
void Merge(int *a,int *b,int start,int end)
{
if(start<end)
{
int mid=(start+end)/2;
Merge(a,b,start,mid);//左递归
Merge(a,b,mid+1,end);//右递归
Merge_Step(a,b,start,mid,end);//每个子序列都排序
}
}
void Merge_Sort(int *array,int len)
{
int *brray=new int[len*sizeof(int)];
Merge(array,brray,0,len-1);
delete [] brray;
brray=0;
}
int main()
{
int i,len;
cout<<"please input a number of array: ";
while(left<right && array[right]>base)
//首先最后一个数与基准比较，若大于基准，下标左移
--right;
array[left]=array[right];//否则右边数复制到左边
while(left<right && array[left]<base)
++left;
array[right]=array[left];
}

array[left]=base;
return left;
}
void Quick_sort(int *array,int left,int right)
{
int mid;
if(left<right)
{
mid=Division(array,left,right);
Quick_sort(array,left,mid-1);//左序列递归，对左序列进行排序
Quick_sort(array,mid+1,right);//右序列递归，对右序列进行排序
}
}
int main()
{
int num;
cout<<"请输入要排序的数组个数： ";
cin>>num;
int *array=new int[num*sizeof(int)];//开辟一个空间
cout<<endl<<"请输入 "<<num<<" 个数： ";
for(int i=0;i<num;i++)
cin>>array[i];

Quick_sort(array,0,num-1);//调用快速排序算法

cout<<endl<<"排序后："<<endl;
for(int i=0;i<num;i++)
cout<<array[i]<<"  ";
delete [] array;//释放数组
array=0;//清空指针
return 0;
}

4、 快速排序：通过一遍排序将需要排序的数据划分为两部分，使其中一部分数据比另一部分数据小，然后再分别对这两部分数据继续进行这种排序，按此规则继续，直到每一部分为空，或者只含有一个数时，整个排序就结束，这是一种分治策略，将大批的数据逐步分解。

5 算法示意图如下：



6、快速排序的程序代码如下：

/*************************************************************************
> File Name: quicksort1.cpp
> Author: kanty
> Mail: jiakang906@126.com
> Created Time: 2014年03月14日 星期五 13时22分54秒
************************************************************************/

#include<iostream>
using namespace std;

int Division(int *array,int left,int right)
{
int base=array[left];//设定基准
while(left<right)
{
while(left<right && array[right]>base)
//首先最后一个数与基准比较，若大于基准，下标左移
--right;
array[left]=array[right];//否则右边数复制到左边
while(left<right && array[left]<base)
++left;
array[right]=array[left];
}

array[left]=base;
return left;
}

void Quick_sort(int *array,int left,int right)
{
int mid;
if(left<right)
{
mid=Division(array,left,right);
Quick_sort(array,left,mid-1);//左序列递归，对左序列进行排序
Quick_sort(array,mid+1,right);//右序列递归，对右序列进行排序
}
}

int main()
{
int num;
cout<<"请输入要排序的数组个数： ";
cin>>num;
int *array=new int[num*sizeof(int)];//开辟一个空间
cout<<endl<<"请输入 "<<num<<" 个数： ";
for(int i=0;i<num;i++)
cin>>array[i];

Quick_sort(array,0,num-1);//调用快速排序算法

cout<<endl<<"排序后："<<endl;
for(int i=0;i<num;i++)
cout<<array[i]<<"  ";
delete [] array;//释放数组
array=0;//清空指针
return 0;
}