C++ 数组排序方法

在编写 C++ 程序时，我们经常需要对数组进行排序。本文将会介绍以下几种排序方法：

1. 冒泡排序
2. 选择排序
3. 插入排序
4. 快速排序
5. 归并排序
6. 堆排序

冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序方法，它的思路是不断地将大的数往后移动，直到所有的数都排好序。具体实现如下：

void bubble_sort(int arr[], int n) {
    for(int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for(int j = 0; j < n - 1 - i; j++) {
            if(arr[j] > arr[j+1]) {
                swap(arr[j], arr[j+1]);
            }
        }
    }
}

选择排序

选择排序与冒泡排序类似，但是它每一轮仅仅选出最小值，然后放到数组的起始位置。具体实现如下：

void selection_sort(int arr[], int n) {
    int min_idx;
    for(int i = 0; i < n - 1; i++) {
        min_idx = i;
        for(int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[min_idx]) {
                min_idx = j;
            }
        }
        swap(arr[i], arr[min_idx]);
    }
}

插入排序

插入排序的思路是将数组分为已排序和未排序两个部分，每次将未排序的第一个元素插入到已排序的合适位置。具体实现如下：

void insertion_sort(int arr[], int n) {
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

快速排序

快速排序是一种高效的排序算法，它以一定的方式选定一个基准元素，然后将数组分为两部分，一部分比基准元素小，另一部分比基准元素大。然后对两部分分别进行递归排序。具体实现如下：

int partition(int arr[], int low, int high)
{
    int pivot = arr[high];
    int i = (low - 1);

    for (int j = low; j <= high - 1; j++)
    {
        if (arr[j] < pivot)
        {
            i++;
            swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }
    swap(arr[i + 1], arr[high]);
    return (i + 1);
}

void quick_sort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high)
    {
        int pi = partition(arr, low, high);

        quick_sort(arr, low, pi - 1);
        quick_sort(arr, pi + 1, high);
    }
}

归并排序

归并排序是一种分治算法，它将数组不断地分成两部分，然后对这两部分递归排序，并将两部分合并。具体实现如下：

void merge(int arr[], int l, int m, int r)
{
    int i, j, k;
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;

    int L[n1], R[n2];

    for (i = 0; i < n1; i++) {
        L[i] = arr[l + i];
    }
    for (j = 0; j < n2; j++) {
        R[j] = arr[m + 1 + j];
    }

    i = 0;
    j = 0;
    k = l;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }

    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void merge_sort(int arr[], int l, int r)
{
    if (l < r)
    {
        int m = l + (r - l) / 2;

        merge_sort(arr, l, m);
        merge_sort(arr, m + 1, r);

        merge(arr, l, m, r);
    }
}

堆排序

堆排序是一种树形选择排序方法，它的思路是将数组看做为完全二叉树（堆），然后对每一个节点，都让它及其下属子节点保持堆的性质。具体实现如下：

void heapify(int arr[], int n, int i)
{
    int largest = i;
    int l = 2 * i + 1;
    int r = 2 * i + 2;

    if (l < n && arr[l] > arr[largest])
    {
        largest = l;
    }

    if (r < n && arr[r] > arr[largest])
    {
        largest = r;
    }

    if (largest != i)
    {
        swap(arr[i], arr[largest]);
        heapify(arr, n, largest);
    }
}

void heap_sort(int arr[], int n)
{
    for (int i = n/2 - 1; i >= 0; i--)
        heapify(arr, n, i);

    for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
    {
        swap(arr[0], arr[i]);
        heapify(arr, i, 0);
    }
}

以上就是 C++ 中几种常用的数组排序方法。