• 快速排序/归并排序


    #include <time.h>
    #include <stdio.h>
    #include <malloc.h>
    #include <stdlib.h>
    
    int *array;
    int cnt, head, tail;
    
    void random(int cnt, int head, int tail)
    {
        srand((unsigned)time(NULL));
        for(int i = 0; i < cnt; i++)
            array[i] = head + rand()%(tail-head+1);
    }
    void init()
    {
        printf("生成随机数个数: ");
        scanf("%d", &cnt);
        array = (int *)malloc(cnt * sizeof(int));
        printf("
    随机数上下限设置为(如1,100): ");
        scanf("%d%*c%d", &head, &tail);
        random(cnt, head, tail);
    }
    void showArray()
    {
        for(int i = 0; i < cnt; i++)
        {
            printf("%8d", array[i]);
            printf(((i+1)%8==0) ? "
    " : " ");
        }
    }
    /*********************** COMMON FUNCTION ***********************/
    
    int lgr(int a, int b)
    {
        return (a>b) ? 1 : 0;
    }
    void merge(int *c, int *d, int l, int m, int r)  /* 实现各具体片段的归并操作 */
    {
        int i = l, j = m+1, k = l;
        while(i<=m && j<=r)
        {
            if(lgr(c[i], c[j]))
                d[k++] = c[j++];
            else
                d[k++] = c[i++];
        }
        if(i > m)
                for(int q = j; q <= r; q++)
                    d[k++] = c[q];
        else
            for(int q = i; q <= m; q++)
                d[k++] = c[q];
    }
    void mergePass(int *x, int *y, int s)            /* 对给定规模的归并作宏观讨论 */
    {
        int i = 0;
        while(cnt-i >= 2*s)                          //  ? < 2*s
        {
            merge(x, y, i, i+s-1, i+2*s-1);
            i = i+2*s;
        }
        if(cnt-i > s)
            merge(x, y, i, i+s-1, cnt-1);            // s < ? < 2*s
        else
            for(int j = i; j < cnt; j++)
                y[j] = x[j];                         // ? <= s
    }
    void mergeSort(int *a)                           /* 控制整个数列归并规模的变化过程 */
    {
        int *b = (int *)malloc(cnt * sizeof(int));
        int s = 1;                                   // s = 1, 2, 4, 8...
        while(s < cnt)
        {
            mergePass(a, b, s);
            s *= 2;
            mergePass(b, a, s);
            s *= 2;
        }
    }
    /************************* MERGE SORT *************************/
    
    int cmp(int a, int b)
    {
        return (a>b) ? 1 : ((a==b)?0:-1);
    }
    void swap(int i, int j)
    {
        int temp;
        temp = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = temp;
    }
    int partion(int p, int r)
    {
        int i = p, j = r+1;
        int x = array[p];
        while(true)
        {
            while(cmp(array[++i], x) < 0 && i < r);   // 防止i越过右界
            while(cmp(array[--j], x) > 0);            // j至多走到p处
            if(i >= j) break;
            swap(i, j);
        }
        array[p] = array[j];
        array[j] = x;
        return j;
    }
    void quickSort(int p, int r)                      /* 快排采用分治思想 */
    {
        if(p < r)
        {
            int q = partion(p, r);
            quickSort(p, q-1);
            quickSort(q+1, r);
        }
    }
    /************************* QUICK SORT *************************/
    
    int main()
    {
        init();
        printf("
    生成随机数列如下:
    ");
        showArray();
        mergeSort(array);
        //quickSort(0, cnt-1);
        printf("
    
    随机数列排序后如下:
    ");
        showArray();
        free(array);
        return 0;
    }

    非递归快速排序:

    #include <stack>
    #include <time.h>
    #include <stdio.h>
    #include <malloc.h>
    #include <stdlib.h>
    using namespace std;
    
    int *array;
    int cnt, head, tail;
    
    class Range                                       // 定义Range类放入栈中
    {
    public:
        int head;
        int tail;
        Range(){};
        Range(int p, int r):head(p),tail(r){}
    };
    
    void random(int cnt, int head, int tail)
    {
        srand((unsigned)time(NULL));
        for(int i = 0; i < cnt; i++)
            array[i] = head + rand()%(tail-head+1);
    }
    void init()
    {
        printf("生成随机数个数: ");
        scanf("%d", &cnt);
        array = (int *)malloc(cnt * sizeof(int));
        printf("
    随机数上下限设置为(如1 100): ");
        scanf("%d%*c%d", &head, &tail);
        random(cnt, head, tail);
    }
    void showArray()
    {
        for(int i = 0; i < cnt; i++)
        {
            printf("%8d", array[i]);
            printf(((i+1)%8==0) ? "
    " : " ");
        }
    }
    int cmp(int a, int b)
    {
        return (a>b) ? 1 : ((a==b)?0:-1);
    }
    void swap(int i, int j)
    {
        int temp;
        temp = array[i]; array[i] = array[j]; array[j] = temp;
    }
    int partion(int p, int r)
    {
        int i = p, j = r+1;
        int x = array[p];
        while(true)
        {
            while(cmp(array[++i], x) < 0 && i < r);   // 防止i越过右界
            while(cmp(array[--j], x) > 0);            // j至多走到p处
            if(i >= j) break;
            swap(i, j);
        }
        array[p] = array[j];
        array[j] = x;
        return j;
    }
    void quickSort(int p, int r)
    {
        stack<Range> ss;
        ss.push(Range(p, r));
    
        int q;                                        // q为归位元素下标
        Range node;
        while(!ss.empty())
        {
            node = ss.top(); ss.pop();
            q = partion(node.head, node.tail);
            if(node.head < q-1)
                ss.push(Range(node.head, q-1));
            if(q+1 < node.tail)
                ss.push(Range(q+1, node.tail));
        }
    }
    int main()
    {
        init();
        printf("
    生成随机数列如下:
    ");
        showArray();
        quickSort(0, cnt-1);
        printf("
    
    随机数列排序后如下:
    ");
        showArray();
        free(array);
        return 0;
    }
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