C++实现的常见排序算法：从冒泡到快速排序

"C++中提供了多种排序算法，包括插入排序、选择排序、归并排序、冒泡排序和快速排序。这些算法在不同的场景下有不同的效率表现。其中，插入排序和选择排序的时间复杂度为O(n^2)，归并排序为O(nlogn)，而快速排序在最坏情况下也是O(n^2)，但平均情况为O(nlogn)。" 在C++编程中，排序算法是数据处理和分析的关键组成部分。以下是对标题和描述中提到的几种排序算法的详细解释： 1. **插入排序** (insertSort)： 插入排序是一种简单的排序算法，它通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。时间复杂度为O(n^2)，适合小规模或部分有序的数据。 2. **选择排序** (selectSort)： 选择排序每次从未排序的元素中找出最小（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。同样具有O(n^2)的时间复杂度，不适用于大规模数据。 3. **归并排序** (mergeSort)： 归并排序是采用分治策略的排序算法，将大问题分解成小问题解决。它将数组分为两半，分别对每一半进行排序，然后将两个有序的半数组合并成一个有序数组。归并排序的时间复杂度为O(nlogn)，稳定且适用于大数据量。 4. **冒泡排序** (bubbleSort)： 冒泡排序通过重复遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。时间复杂度同样为O(n^2)，效率较低。 5. **快速排序** (quickSort)： 快速排序由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。快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)，但在最坏的情况下，当输入数组已经完全有序时，时间复杂度会退化到O(n^2)。 在C++中实现这些排序算法时，通常会定义一个类（如SortAlgorithm），包含相应的成员函数来执行各种排序操作。例如，`SortAlgorithm`类中包含了`swap`函数用于交换元素，`displayVector`用于展示排序结果，`partition`用于快速排序的分区操作，以及`sortSubVector`和`merge`等辅助函数用于实现归并排序。 在实际应用中，选择合适的排序算法取决于数据的特性和对性能的要求。例如，如果数据已经部分有序，插入排序可能会比其他算法更快；而如果对性能有较高要求，归并排序和快速排序通常是更好的选择。在C++中，还可以利用STL中的`std::sort`函数，它内部使用了高效的排序算法，如introsort，结合了快速排序、堆排序和插入排序的优点。