算法 -- iOS开发用Objective_C / Swift3.0实现:快速排序 / 冒泡排序 / 选择排序

快速排序

假设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。

一趟快速排序的算法是：

1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；

2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；

3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j–)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；

4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；

5）重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

Objective_C:
//传进去要排序的数组和数组的第一个元素和最后一个元素的索引
- (void)quickSort:(NSMutableArray *)mArray leftIndex:(int )left rightIndex:(int )right
{
if (left < right) {
int temp = [self getMiddleIndex:mArray leftIndex:left rightIndex:right];
[self quickSort:mArray leftIndex:left rightIndex:temp - 1];
[self quickSort:mArray leftIndex:temp + 1 rightIndex:right];
}
}

- (int )getMiddleIndex:(NSMutableArray *)mArray leftIndex:(int )left rightIndex:(int )right
{
int tempValue = [mArray[left] intValue];
while (left < right) {
while ((left < right) && (tempValue <= [mArray[right] intValue])) {
right --;
}
if (left < right) {
mArray[left] = mArray[right];
}
while (left < right && ([mArray[left] intValue] <= tempValue)) {
left ++;
}
if (left < right) {
mArray[right] = mArray[left];
}
}
mArray[left] = [NSNumber numberWithInt:tempValue];
return left;
}

Swift:
public func quickSort(mArray: inout Array<Int>, leftIndex:  Int, rightIndex:  Int) {
if leftIndex < rightIndex {
var left = leftIndex
var right = rightIndex
let temp = getMiddleIndex(mArray: &mArray, leftIndex: &left, rightIndex: &right)
quickSort(mArray: &mArray, leftIndex: leftIndex, rightIndex: temp - 1)
quickSort(mArray: &mArray, leftIndex: temp + 1, rightIndex: rightIndex)
}
}

private func getMiddleIndex(mArray: inout Array<Int>, leftIndex: inout Int, rightIndex: inout Int) -> (Int) {
let tempValue = mArray[leftIndex]
while leftIndex < rightIndex {

while leftIndex < rightIndex && tempValue <= mArray[rightIndex] {
rightIndex -= 1
}
if leftIndex < rightIndex {
mArray[leftIndex] = mArray[rightIndex]
}
while leftIndex < rightIndex && mArray[leftIndex] <= tempValue {
leftIndex += 1
}
if leftIndex < rightIndex {
mArray[rightIndex] = mArray[leftIndex]
}
}
mArray[leftIndex] = tempValue
return leftIndex
}

冒泡排序

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。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。

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

Objective_C:
- (void)bubbleSort:(NSMutableArray *)mArray
{
for (int i = 0; i < mArray.count - 1; i ++) {
for (int j = 0; j < mArray.count - i - 1; j ++) {
if ([mArray[j] intValue] > [mArray[j + 1] intValue]) {
[mArray exchangeObjectAtIndex:j withObjectAtIndex:j + 1];
}
}
}
}

Swift:
public func bubbleSort(mArray: inout Array<Int>) {
for i in 0..<(mArray.count - 1) {
for j in 0..<(mArray.count - i - 1) {
if mArray[j] > mArray[j + 1] {
//交换元素位置
(mArray[j],mArray[j + 1]) = (mArray[j + 1],mArray[j])
}
}
}
}

选择排序

每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法（比如序列[5， 5， 3]第一次就将第一个[5]与[3]交换，会导致第一个5挪动到第二个5后面）。

Objective_C:
- (void)selectSort:(NSMutableArray *)mArray
{
for (int i = 0; i < mArray.count; i ++) {
int minIndex = i;
for (int j = i + 1; j < mArray.count; j ++) {
if ([mArray[minIndex] intValue] > [mArray[j] intValue]) {
minIndex = j;
}
}
if(minIndex != i) {
//如果不是无序区的最小值位置不是默认的第一个数据，则交换。
[mArray exchangeObjectAtIndex:i withObjectAtIndex:minIndex];
}
}
}

Swift:
public func selectSort(mArray: inout Array<Int>) {
for i in 0..<mArray.count {
var minIndex = i
for j in (i + 1)..<mArray.count {
if mArray[minIndex] > mArray[j] {
minIndex = j
}
}
if minIndex != i {
(mArray[i],mArray[minIndex]) = (mArray[minIndex],mArray[i])
}
}
}

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