白话经典算法：七大排序详解

"这篇文档是MoreWindows在研一时整理的经典算法分析，主要聚焦于七大排序算法，包括冒泡排序、直接插入排序、直接选择排序、希尔排序、归并排序、快速排序和堆排序。第2版增加了总结篇，旨在帮助读者更好地理解和复习这些算法。文档适合学习和备考算法的人员，作者的经历表明，掌握这些算法对于面试和工作都有积极的影响。" 本文档详细介绍了七个经典的排序算法，以下是每个算法的简要概述： 1. **冒泡排序**：是最基础的排序算法之一，通过不断地交换相邻两个元素来逐渐将最大（或最小）的元素“冒泡”到序列的末尾。冒泡排序有优化版本，通过设置标志位来检测是否有元素交换，若无交换则提前结束排序。 ```cpp // 冒泡排序1（原始实现） void BubbleSort1(int a[], int n) { int i, j; for (i = 0; i < n; i++) for (j = 1; j < n - i; j++) if (a[j - 1] > a[j]) Swap(a[j - 1], a[j]); } // 冒泡排序2（优化实现，添加标志位） void BubbleSort2(int a[], int n) { int j, k; bool flag; k = n; flag = true; while (flag) { flag = false; for (j = 1; j < k; j++) if (a[j - 1] > a[j]) { Swap(a[j - 1], a[j]); flag = true; } k--; } } ``` 2. **直接插入排序**：将未排序的元素逐个插入已排序的部分，每次插入时从已排序部分的末尾开始找到合适的位置。插入排序在部分有序的数组中效率较高。 3. **直接选择排序**：在未排序部分找出最小（或最大）元素，与第一个未排序元素交换，然后继续寻找下一个最小元素，直到所有元素排序完毕。 4. **希尔排序**：改进的插入排序，通过将数组分割成若干子序列来减少元素的比较次数，提高了排序速度。 5. **归并排序**：采用分治策略，将数组分为两半，分别排序后再合并，适合处理大数据量的排序问题。 6. **快速排序**：由Lomuto或Hoare分区方法实现，选取一个基准值，将数组分为小于和大于基准值两部分，递归地对这两部分进行排序。 7. **堆排序**：利用堆这种数据结构进行排序，先将数组构造成一个大顶堆或小顶堆，然后将堆顶元素与末尾元素交换，调整堆，重复此过程直到所有元素排序完毕。 总结篇则对这些算法进行了归纳和比较，帮助读者巩固理解，适用于准备面试或提升算法能力的学习者。这些经典的排序算法是计算机科学的基础，理解和掌握它们对于解决实际问题至关重要。