c++采用几组不同数据测试以下排算法的时间性能。 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的代码

以下为 C++ 实现的排序算法代码，包括直接插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序和堆排序：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <ctime>

using namespace std;

// 直接插入排序
void insertionSort(vector<int>& arr) {
    for (int i = 1; i < arr.size(); i++) {
        int key = arr[i];
        int 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(vector<int>& arr) {
    int n = arr.size();
    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(vector<int>& arr) {
    int n = arr.size();
    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(vector<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(vector<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(vector<int>& arr) {
    int n = arr.size();
    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(vector<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(vector<int>& arr) {
    int n = arr.size();
    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);
    }
}

int main() {
    // 生成随机数据
    const int n = 100000;
    vector<int> arr(n);
    srand(time(nullptr));
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = rand() % n;
    }

    // 直接插入排序
    clock_t start = clock();
    insertionSort(arr);
    cout << "Insertion sort: " << static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << endl;

    // 希尔排序
    start = clock();
    shellSort(arr);
    cout << "Shell sort: " << static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << endl;

    // 冒泡排序
    start = clock();
    bubbleSort(arr);
    cout << "Bubble sort: " << static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << endl;

    // 快速排序
    start = clock();
    quickSort(arr, 0, n - 1);
    cout << "Quick sort: " << static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << endl;

    // 直接选择排序
    start = clock();
    selectionSort(arr);
    cout << "Selection sort: " << static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << endl;

    // 堆排序
    start = clock();
    heapSort(arr);
    cout << "Heap sort: " << static_cast<double>(clock() - start) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << endl;

    return 0;
}

上述代码中，我们使用了 `vector` 来存储待排序的数据，然后分别调用六种不同的排序算法来对数据进行排序，并输出每种算法的运行时间。其中，我们使用 `clock()` 函数来计时，单位为秒。