C++实现排序算法：快速排序与直接选择排序

本文档包含了基于C++实现的几种排序算法，包括快速排序（Qsort）、直接选择排序和直接插入排序。代码示例详细展示了这些排序算法的基本逻辑和使用。 快速排序是一种高效的分治策略排序算法，由C. A. R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，然后分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。快排的核心是“枢轴”元素的选取和分区操作。代码中的`Qsort`函数首先选取数组的第一个元素作为枢轴，然后通过两个指针`first`和`last`分别从两端扫描数组，将小于枢轴的元素移到低端，大于枢轴的元素移到高端。最后，对枢轴两侧的子数组递归进行排序。 直接选择排序是一种简单的排序算法，它的工作原理是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。在代码中的`SelectSort`函数中，外层循环控制排序的趟数，内层循环用于找到当前未排序部分的最小元素，并与第一个元素交换位置，从而完成一趟排序。 直接插入排序是一种稳定的排序算法，其基本思想是将一个记录插入到已经排序好的有序表中，从而得到一个新的、记录数加一的有序表。具体实现时，可以将未排序序列中元素逐个插入到已排序序列的适当位置，直到所有元素插入完毕。虽然这段代码中没有提供直接插入排序的实现，但其基本逻辑是每次取出未排序序列的第一个元素，与已排序序列的每个元素依次比较，找到合适的位置插入。 这些排序算法各有优缺点：快速排序平均时间复杂度为O(n log n)，但最坏情况下达到O(n^2)；直接选择排序的时间复杂度为O(n^2)，但在实际应用中，当数据基本有序时，它的性能表现优于其他O(n^2)的算法；直接插入排序在数据量小或者基本有序的情况下效率较高，但对大规模无序数据处理较慢。 在实际应用中，应根据数据特点和性能需求选择合适的排序算法。例如，快速排序通常在大多数情况下表现出较好的性能，但当数据已经部分有序时，插入排序或归并排序可能更适合。了解和掌握这些排序算法的原理和实现，对于编程和算法设计都具有重要意义。