用c++编程，采用几组不同数据测试以下排序算法的时间性能。直接插入排序希尔排序冒泡排序快速排序直接选择排序堆排序

以下是使用 C++ 编写的排序算法及测试代码：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <chrono>

using namespace std;
using namespace std::chrono;

// 直接插入排序
void insertionSort(int arr[], int n) {
    int i, j, key;
    for (i = 1; i < n; i++) {
        key = arr[i];
        j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

// 希尔排序
void shellSort(int arr[], int n) {
    for (int gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (int i = gap; i < n; i++) {
            int temp = arr[i];

            int j;
            for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) {
                arr[j] = arr[j - gap];
            }

            arr[j] = temp;
        }
    }
}

// 冒泡排序
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                swap(arr[j], arr[j + 1]);
            }
        }
    }
}

// 快速排序
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;

    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;
            swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }

    swap(arr[i + 1], arr[high]);
    return i + 1;
}

void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);

        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

// 直接选择排序
void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        swap(arr[i], arr[minIndex]);
    }
}

// 堆排序
void heapify(int arr[], int n, int i) {
    int largest = i;
    int l = 2 * i + 1;
    int r = 2 * i + 2;

    if (l < n && arr[l] > arr[largest]) {
        largest = l;
    }

    if (r < n && arr[r] > arr[largest]) {
        largest = r;
    }

    if (largest != i) {
        swap(arr[i], arr[largest]);
        heapify(arr, n, largest);
    }
}

void heapSort(int arr[], int n) {
    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
        heapify(arr, n, i);
    }

    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        swap(arr[0], arr[i]);
        heapify(arr, i, 0);
    }
}

// 生成随机数
void generateRandomArray(int arr[], int n) {
    srand(time(NULL));
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = rand() % n;
    }
}

// 打印数组
void printArray(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

// 测试排序算法的时间性能
void testSortAlgorithm(int arr[], int n, string sortName, void(*sortFunc)(int[], int)) {
    auto start = high_resolution_clock::now();
    sortFunc(arr, n);
    auto end = high_resolution_clock::now();

    auto duration = duration_cast<microseconds>(end - start);
    cout << sortName << ": " << duration.count() << " microseconds" << endl;
}

int main() {
    const int n = 10000;
    int arr[n];

    generateRandomArray(arr, n);

    testSortAlgorithm(arr, n, "Insertion Sort", insertionSort);
    testSortAlgorithm(arr, n, "Shell Sort", shellSort);
    testSortAlgorithm(arr, n, "Bubble Sort", bubbleSort);
    testSortAlgorithm(arr, n, "Quick Sort", quickSort);
    testSortAlgorithm(arr, n, "Selection Sort", selectionSort);
    testSortAlgorithm(arr, n, "Heap Sort", heapSort);

    return 0;
}

上述代码实现了直接插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序这六种常见的排序算法，并使用随机数生成器生成长度为 10000 的随机数组进行测试。可以根据需要修改数组长度和测试数据。运行程序后，将会输出每种排序算法的时间性能，单位为微秒。