09-排序1 排序（C）

这一节，测试各类排序算法的运行速度（没有基数排序（桶）

其实在实际学习中，还是有意义的

给定 n 个（长整型范围内的）整数，要求输出从小到大排序后的结果。

本题旨在测试各种不同的排序算法在各种数据情况下的表现。各组测试数据特点如下：

  • 数据1：只有1个元素；
  • 数据2：11个不相同的整数，测试基本正确性；
  • 数据3：10^{3}个随机整数；
  • 数据4：10^{4}个随机整数；
  • 数据5：10^{5}个随机整数；
  • 数据6：10^{5}个顺序整数；
  • 数据7：10^{5}个逆序整数；
  • 数据8：10^{5}个基本有序的整数；
  • 数据9：10^{5}个随机正整数，每个数字不超过1000。

    输入格式:

    输入第一行给出正整数 n（≤105），随后一行给出 n 个（长整型范围内的）整数，其间以空格分隔。

    输出格式:

    在一行中输出从小到大排序后的结果，数字间以 1 个空格分隔，行末不得有多余空格。

    输入样例:

    11
4 981 10 -17 0 -20 29 50 8 43 -5

    输出样例:

    -20 -17 -5 0 4 8 10 29 43 50 981

 

 //冒泡排序

//冒泡排序
void Bubble_Sort(int *a, int Num)
{int Temp, i, j;int flag;for(i = 0; i < Num; i++){flag = 0;for(j = 0; j < Num - 1; j++){if(a[j] > a[j + 1]){Temp = a[j];a[j] = a[j+1];a[j+1] = Temp;flag = 1;}}if(!flag){break;}}	
}
测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
03522

答案正确

1 / 1
13322

答案正确

10 / 10
23563

答案正确

2 / 2
3276192

答案正确

2 / 2
46883000

运行超时

0 / 2
5120017

答案正确

2 / 2
66643000

运行超时

0 / 2
71296432

答案正确

2 / 2
86683000

运行超时

0 / 2

插入排序

void Insert_Sort(int *a, int Num)
{int i, j;int Temp;for(i = 1; i < Num; i++){Temp = a[i];for(j = i; j > 0 && a[j-1] > Temp; j--){a[j] = a[j-1];}a[j] = Temp;}
}
测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
03601

答案正确

1 / 1
11761

答案正确

10 / 10
23562

答案正确

2 / 2
342416

答案正确

2 / 2
411441254

答案正确

2 / 2
5120017

答案正确

2 / 2
611762493

答案正确

2 / 2
7120829

答案正确

2 / 2
810481260

答案正确

2 / 2

 希尔排序_普通版

void Shell_Sort(int *a, int Num)
{int D, P, i;int Temp;for(D = Num / 2; D > 0; D /= 2){for(P = D; P < Num; P++){Temp = a[P];for(i = P; i >= D && a[i - D] > Temp; i -= D){a[i] = a[i - D];}a[i] = Temp;}}
}
测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
01762

答案正确

1 / 1
13082

答案正确

10 / 10
23362

答案正确

2 / 2
34124

答案正确

2 / 2
4113230

答案正确

2 / 2
5114421

答案正确

2 / 2
6133222

答案正确

2 / 2
7120422

答案正确

2 / 2
8107627

答案正确

2 / 2

  希尔排序_Hibbard版,就是将增量换成，由2^i 到 2^i-1;达到相邻元素互质，保证有效间隔。

Tworst= O( N^3/2) , Tavg = O ( N^5/4);

void Shell_Sort_Hibbard(int *a, int Num)
{int H, D, P, i;int Temp;int Hibbard[] = {131071, 65535, 32767, 16383, 8191, 4095, 2047, 1023, 511, 255, 127, 63, 31, 15, 7, 3, 1};for(H = 0; Hibbard[H] >= Num; H++);for(D = Hibbard[H]; D > 0; D = Hibbard[++H]){for(P = D; P < Num; P++){Temp = a[P];for(i = P; i >= D && a[i - D] > Temp; i -= D){a[i] = a[i - D];}a[i] = Temp;}}
}/*
num1[0] == 0
num1[1] == 1
num1[2] == 3
num1[3] == 7
num1[4] == 15
num1[5] == 31
num1[6] == 63
num1[7] == 127
num1[8] == 255
num1[9] == 511
num1[10] == 1023
num1[11] == 2047
num1[12] == 4095
num1[13] == 8191
num1[14] == 16383
num1[15] == 32767
num1[16] == 65535
num1[17] == 131071
num1[18] == 262143
num1[19] == 524287*/
测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
01721

答案正确

1 / 1
13161

答案正确

10 / 10
21802

答案正确

2 / 2
34404

答案正确

2 / 2
4115230

答案正确

2 / 2
5120020

答案正确

2 / 2
6118020

答案正确

2 / 2
7114820

答案正确

2 / 2
8104827

答案正确

2 / 2

   希尔排序_Sedgewick版,这个增量很厉害，9 * 4^i - 9 * 2^i + 1,或 4^i -3 *2^i +1;

Tavg = O ( N^7/6 )，Tworst = O ( N^4/3)

void Shell_Sort_Sedgewick(int *a, int Num)
{int Si, D, P, i;int Temp;int Sedgewick[] = {146305, 64769, 36289, 16001, 8929, 3905, 2161, 929, 505, 209, 109, 41, 19, 5, 1, 0};for(Si = 0; Sedgewick[Si] >= Num; Si++);for(D = Sedgewick[Si]; D > 0; D = Sedgewick[++Si]){for(P = D; P < Num; P++){Temp = a[P];for(i = P; i >= D && a[i - D] > Temp; i -= D){a[i] = a[i - D];}a[i] = Temp;}}
}//有同学问，这一序列如何来的，其实是综合两个函数
// 具体的数学逻辑我也不懂
#include <stdio.h>
#include <math.h>int main()
{int i;double num1;double num2;for(i = 0; i < 10; i++){num1 = 9.0 * pow(4, i) - 9.0 * pow(2, i) + 1;printf("num1[%d] == %.lf\n", i, num1);}for(i = 0; i < 10; i++){num2 = pow(4, i) - 3.0 * pow(2, i) + 1;printf("num2[%d] == %.lf\n", i, num2);}	return 0;
}
/* 这是运行结果：
num1[0] == 1
num1[1] == 19
num1[2] == 109
num1[3] == 505
num1[4] == 2161
num1[5] == 8929
num1[6] == 36289
num1[7] == 146305
num1[8] == 587521
num1[9] == 2354689
num2[0] == -1
num2[1] == -1
num2[2] == 5
num2[3] == 41
num2[4] == 209
num2[5] == 929
num2[6] == 3905
num2[7] == 16001
num2[8] == 64769
num2[9] == 260609
很明显，Sedgewick函数便是如此构成的，
*/
测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
01722

答案正确

1 / 1
13041

答案正确

10 / 10
23602

答案正确

2 / 2
34324

答案正确

2 / 2
4119628

答案正确

2 / 2
5124020

答案正确

2 / 2
6114820

答案正确

2 / 2
7120020

答案正确

2 / 2
8107225

答案正确

2 / 2

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>void Bubble_Sort(int *a, int Num); //冒泡排序
void Insert_Sort(int *a, int Num); //插入排序
void Shell_Sort(int *a, int Num); //希尔排序
void Shell_Sort_Hibbard(int *a, int Num); //希尔排序
void Shell_Sort_Sedgewick(int *a, int Num); //希尔排序
//void Selection_Sort(int *a, int Num);// 选择排序
//void Heap_Sort(); //堆排序
//void Merge_Sort(); //归并排序
//void Quick_Sort(); //快速排序
//void Table_Sort(); //表排序
//void Radix_Sort(); //基数排序, 桶排序int main()
{int Num, i;int *a;scanf("%d", &Num);a = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);for(i = 0; i < Num; i++){scanf("%d", &a[i]);}
//	Bubble_Sort(a, Num);
//	Insert_Sort(a, Num);
//	Shell_Sort(a, Num);
//	Shell_Sort_Hibbard(a, Num);
//	Shell_Sort_Sedgewick(a, Num);Selection_Sort(a, Num);for(i = 0; i < Num - 1; i++){printf("%d ", a[i]);}printf("%d\n", a[i]);return 0;
}void Bubble_Sort(int *a, int Num)
{int Temp, i, j;int flag;for(i = 0; i < Num; i++){flag = 0;for(j = 0; j < Num - 1; j++){if(a[j] > a[j + 1]){Temp = a[j];a[j] = a[j+1];a[j+1] = Temp;flag = 1;}}if(!flag){break;}}	
}
void Insert_Sort(int *a, int Num)
{int i, j;int Temp;for(i = 1; i < Num; i++){Temp = a[i];for(j = i; j > 0 && a[j-1] > Temp; j--){a[j] = a[j-1];}a[j] = Temp;}
}void Shell_Sort(int *a, int Num)
{int D, P, i;int Temp;for(D = Num / 2; D > 0; D /= 2){for(P = D; P < Num; P++){Temp = a[P];for(i = P; i >= D && a[i - D] > Temp; i -= D){a[i] = a[i - D];}a[i] = Temp;}}
}
void Shell_Sort_Hibbard(int *a, int Num)
{int H, D, P, i;int Temp;int Hibbard[] = {131071, 65535, 32767, 16383, 8191, 4095, 2047, 1023, 511, 255, 127, 63, 31, 15, 7, 3, 1};for(H = 0; Hibbard[H] >= Num; H++);for(D = Hibbard[H]; D > 0; D = Hibbard[++H]){for(P = D; P < Num; P++){Temp = a[P];for(i = P; i >= D && a[i - D] > Temp; i -= D){a[i] = a[i - D];}a[i] = Temp;}}
}void Shell_Sort_Sedgewick(int *a, int Num)
{int Si, D, P, i;int Temp;int Sedgewick[] = {146305, 64769, 36289, 16001, 8929, 3905, 2161, 929, 505, 209, 109, 41, 19, 5, 1, 0};for(Si = 0; Sedgewick[Si] >= Num; Si++);for(D = Sedgewick[Si]; D > 0; D = Sedgewick[++Si]){for(P = D; P < Num; P++){Temp = a[P];for(i = P; i >= D && a[i - D] > Temp; i -= D){a[i] = a[i - D];}a[i] = Temp;}}
}
void Selection_Sort(int *a, int Num)
{int i,k, Min;int Temp, MinValue;for(k = 0; k < Num; k++){MinValue = 21000000;for(i = k; i < Num; i++){if(a[i] < MinValue){MinValue = a[i];Min = i;}}Temp = a[k];a[k] = a[Min];a[Min] = Temp;}
}
选择排序，依旧稳定发挥 
void Selection_Sort(int *a, int Num)
{int i,k, Min;int Temp, MinValue;for(k = 0; k < Num; k++){MinValue = 21000000;for(i = k; i < Num; i++){if(a[i] < MinValue){MinValue = a[i];Min = i;}}Temp = a[k];a[k] = a[Min];a[Min] = Temp;}
}
测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
03041

答案正确

1 / 1
13041

答案正确

10 / 10
23082

答案正确

2 / 2
332055

答案正确

2 / 2
46323000

运行超时

0 / 2
56083000

运行超时

0 / 2
65603000

运行超时

0 / 2
76963000

运行超时

0 / 2
85523000

运行超时

0 / 2

 堆排序_简单版

测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
0只有一个元素1803000

运行超时

0 / 1
11721

答案正确

10 / 10
23562

答案正确

2 / 2
34324

答案正确

2 / 2
4118027

答案正确

2 / 2
5126423

答案正确

2 / 2
6120423

答案正确

2 / 2
7122022

答案正确

2 / 2
8102026

答案正确

2 / 2
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdbool.h>typedef struct Heap *MinHeap;
struct Heap{int *data;int Size;
};
void Selection_Sort(int *a, int Num);// 选择排序
void Heap_Sort_Easy(int *a, int Num); //堆排序
void Swap(int *a, int *b);
MinHeap Creat_Heap(int *a, int N);
MinHeap Init_Heap(int N);
void Insert_Heap(MinHeap H, int data);
int Delete_Heap(MinHeap H);
bool IsEmpty(MinHeap H);int main()
{int Num, i;int *a;scanf("%d", &Num);a = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);for(i = 0; i < Num; i++){scanf("%d", &a[i]);}
//	Selection_Sort(a, Num);Heap_Sort_Easy(a, Num);for(i = 0; i < Num - 1; i++){printf("%d ", a[i]);}printf("%d\n", a[i]);free(a);return 0;
}void Selection_Sort(int *a, int Num)
{int i,k, Min;int Temp, MinValue;for(k = 0; k < Num; k++){MinValue = 21000000;for(i = k; i < Num; i++){if(a[i] < MinValue){MinValue = a[i];Min = i;}}Swap(&a[k], &a[Min]);}
}
void Heap_Sort_Easy(int *a, int Num)
{MinHeap H;
//	if(Num == 1){
//		return ;
//	}H = Creat_Heap(a, Num);for(int i = 0; i < Num; i++){a[i] = Delete_Heap(H);}free(H ->data);free(H);
}
void Swap(int *a, int *b)
{int Temp;Temp = *a;*a = *b;*b = Temp;
}
MinHeap Creat_Heap(int *a, int N)
{MinHeap H;H = Init_Heap(N);for(int i = 0; i < N; i++){Insert_Heap(H, a[i]);}return H;
}
MinHeap Init_Heap(int N)
{MinHeap H;H = (MinHeap)malloc(sizeof(struct Heap));H ->data = (int*)malloc(sizeof(int) * (N + 1));H ->data[0] = -2100000;H ->Size = 0;return H;
}
void Insert_Heap(MinHeap H, int data)
{int i;i = ++H ->Size;for(; data < H ->data[i/2]; i /=2){H ->data[i] = H ->data[i/2];}H ->data[i] = data;
}
int Delete_Heap(MinHeap H)
{int Parent, Child, i;int Min, Temp;if(IsEmpty(H)){printf("Is error!\n");return H ->data[0];}Min = H ->data[1];Temp = H ->data[H ->Size --];for(Parent = 1; Parent * 2 <= H ->Size; Parent = Child){Child = Parent * 2;if(H ->data[Child] > H ->data[Child + 1]){Child++;}if(Temp <= H ->data[Child]){break;}else{H ->data[Parent] = H ->data[Child];}}H ->data[Parent] = Temp;return Min;
}
bool IsEmpty(MinHeap H)
{return (H ->Size == 0);
}

  堆排序_进阶版

测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
01682

答案正确

1 / 1
13041

答案正确

10 / 10
23682

答案正确

2 / 2
34324

答案正确

2 / 2
4118828

答案正确

2 / 2
5127223

答案正确

2 / 2
6127623

答案正确

2 / 2
7115222

答案正确

2 / 2
894426

答案正确

2 / 2
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>void Heap_Sort_Good(int *a, int Num); //堆排序
void Swap(int *a, int *b);
void PercDown(int *a, int index, int Num);int main()
{int Num, i;int *a;scanf("%d", &Num);a = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);for(i = 0; i < Num; i++){scanf("%d", &a[i]);}Heap_Sort_Good(a, Num);for(i = 0; i < Num - 1; i++){printf("%d ", a[i]);}printf("%d\n", a[i]);return 0;
}void Heap_Sort_Good(int *a, int Num)
{int i, j;for(i = Num / 2 - 1; i >= 0;i--){PercDown(a, i, Num);}for(i = Num - 1; i > 0; i--){Swap(&a[0], &a[i]);PercDown(a, 0, i);}
}
void PercDown(int *a, int index, int Num)
{int Parent, Child;int Value;Value = a[index];for(Parent = index; (Parent * 2 + 1) < Num; Parent = Child){Child  = Parent * 2 + 1;if((Child != Num - 1) && a[Child] < a[Child + 1]){Child++;}if(Value >= a[Child]){break;}else{a[Parent] = a[Child];}}a[Parent] = Value;
}void Swap(int *a, int *b)
{int Temp;Temp = *a;*a = *b;*b = Temp;
}

 归并排序递归版

测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
03642

答案正确

1 / 1
13362

答案正确

10 / 10
23682

答案正确

2 / 2
34645

答案正确

2 / 2
4117628

答案正确

2 / 2
5129221

答案正确

2 / 2
6118424

答案正确

2 / 2
7126421

答案正确

2 / 2
8106425

答案正确

2 / 2
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//归并排序
void Merge_Sort(int *a, int Num);
void Msort(int *a, int *t, int LeftStart, int RightEnd);
void Merge(int *a, int *t, int LeftStart, int RightStart, int RightEnd);int main()
{int Num, i;int *a;scanf("%d", &Num);a = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);for(i = 0; i < Num; i++){scanf("%d", &a[i]);}Merge_Sort(a, Num);for(i = 0; i < Num - 1; i++){printf("%d ", a[i]);}printf("%d\n", a[i]);return 0;
}void Merge_Sort(int *a, int Num)
{int *t;t = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);if(t != NULL){Msort(a, t, 0, Num - 1);free(t);}
}
void Msort(int *a, int *t, int LeftStart, int RightEnd)
{int center;if(LeftStart < RightEnd){center = ((LeftStart + RightEnd) / 2);Msort(a, t, LeftStart, center);Msort(a, t, center + 1, RightEnd);Merge(a, t, LeftStart, center + 1, RightEnd);}
}
void Merge(int *a, int *t, int LeftStart, int RightStart, int RightEnd)
{int LeftEnd, Nums;int Temp;LeftEnd = RightStart - 1;Temp = LeftStart;Nums = RightEnd - LeftStart + 1;while((LeftStart <= LeftEnd) && (RightStart <= RightEnd)){if(a[LeftStart] <= a[RightStart]){t[Temp++] = a[LeftStart++];}else{t[Temp++] = a[RightStart++];}}while(LeftStart <= LeftEnd){t[Temp++] = a[LeftStart++];}while(RightStart <= RightEnd){t[Temp++] = a[RightStart++];}for(int i = 0; i < Nums; i++, RightEnd--){a[RightEnd] = t[RightEnd];}
}

  归并排序-非递归版

测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
01762

答案正确

1 / 1
11802

答案正确

10 / 10
23562

答案正确

2 / 2
34325

答案正确

2 / 2
4130026

答案正确

2 / 2
5129620

答案正确

2 / 2
6114820

答案正确

2 / 2
7113619

答案正确

2 / 2
8106424

答案正确

2 / 2
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//归并排序
void Merge_Sort(int *a, int Num);
void Msort(int *a, int *t, int Num, int Length);
void Merge(int *a, int *t, int LeftStart, int RightStart, int RightEnd);int main()
{int Num, i;int *a;scanf("%d", &Num);a = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);for(i = 0; i < Num; i++){scanf("%d", &a[i]);}Merge_Sort(a, Num);for(i = 0; i < Num - 1; i++){printf("%d ", a[i]);}printf("%d\n", a[i]);return 0;
}void Merge_Sort(int *a, int Num)
{int *t;int Length = 1;t = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);if(t != NULL){while(Length < Num){Msort(a, t, Num, Length);Length *= 2;Msort(t, a, Num, Length);Length *= 2;}free(t);}
}
void Msort(int *a, int *t, int Num, int Length)
{int i, j;for(i = 0; i <= (Num - 2 * Length); i += 2 * Length){Merge(a, t, i, i + Length, (i + 2 * Length) - 1);}if(i + Length < Num){Merge(a, t, i, i + Length, Num - 1);}else{for(j = i; j < Num; j++){t[j] = a[j];}}
}
void Merge(int *a, int *t, int LeftStart, int RightStart, int RightEnd)
{int LeftEnd, Nums;int Temp;LeftEnd = RightStart - 1;Temp = LeftStart;Nums = RightEnd - LeftStart + 1;while((LeftStart <= LeftEnd) && (RightStart <= RightEnd)){if(a[LeftStart] <= a[RightStart]){t[Temp++] = a[LeftStart++];}else{t[Temp++] = a[RightStart++];}}while(LeftStart <= LeftEnd){t[Temp++] = a[LeftStart++];}while(RightStart <= RightEnd){t[Temp++] = a[RightStart++];}
}

 快速排序_自定义版

测试点提示内存(KB)用时(ms)结果得分
03602

答案正确

1 / 1
13562

答案正确

10 / 10
22722

答案正确

2 / 2
33445

答案正确

2 / 2
4114431

答案正确

2 / 2
5120818

答案正确

2 / 2
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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>//归并排序void Swap(int *a, int *b);
int Median3(int *a, int Left, int Right);
void Qsort(int *a, int Left, int Right);
void Quick_Sort(int *a, int Num);
void Insert_Sort(int *a, int Num);int main()
{int Num, i;int *a;scanf("%d", &Num);a = (int *)malloc(sizeof(int) * Num);for(i = 0; i < Num; i++){scanf("%d", &a[i]);}Quick_Sort(a, Num);for(i = 0; i < Num - 1; i++){printf("%d ", a[i]);}printf("%d\n", a[i]);return 0;
}
int Median3(int *a, int Left, int Right)
{int Center = (Left + Right)/2;if(a[Left] > a[Center]){Swap(&a[Left], &a[Center]);}if(a[Left] > a[Right]){Swap(&a[Left], &a[Right]);}if(a[Center] > a[Right]){Swap(&a[Center], &a[Right]);}Swap(&a[Center], &a[Right - 1]);return a[Right - 1];
}
void Qsort(int *a, int Left, int Right)
{int Pivot, Cutoff, i, j; Cutoff = 1000;if(Cutoff < Right - Left){Pivot = Median3(a, Left, Right);i = Left; j = Right-1;while(1){while(a[++i] < Pivot);while(a[--j] > Pivot);if(i < j){Swap(&a[i], &a[j]);}else{break;}}Swap(&a[i], &a[Right - 1]);Qsort(a, Left, i - 1);Qsort(a, i + 1, Right);}else{Insert_Sort(a + Left, Right - Left + 1);}
}
void Quick_Sort(int *a, int Num)
{Qsort(a, 0, Num - 1);
}
void Swap(int *a, int *b)
{int Temp;Temp = *a;*a = *b;*b = Temp;
}
void Insert_Sort(int *a, int Num)
{int i, j;int Temp;for(i = 1; i < Num; i++){Temp = a[i];for(j = i; j > 0 && a[j-1] > Temp; j--){a[j] = a[j-1];}a[j] = Temp;}
}

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