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2023-04-14 03:44:02 +08:00
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@ -7,7 +7,7 @@
#include "../include/include.hpp"
/* 冒泡排序 */
void bubbleSort(vector<int>& nums) {
void bubbleSort(vector<int> &nums) {
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
for (int i = nums.size() - 1; i > 0; i--) {
// 内循环:冒泡操作
@ -22,7 +22,7 @@ void bubbleSort(vector<int>& nums) {
}
/* 冒泡排序(标志优化)*/
void bubbleSortWithFlag(vector<int>& nums) {
void bubbleSortWithFlag(vector<int> &nums) {
// 外循环:待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1
for (int i = nums.size() - 1; i > 0; i--) {
bool flag = false; // 初始化标志位
@ -32,25 +32,25 @@ void bubbleSortWithFlag(vector<int>& nums) {
// 交换 nums[j] 与 nums[j + 1]
// 这里使用了 std::swap() 函数
swap(nums[j], nums[j + 1]);
flag = true; // 记录交换元素
flag = true; // 记录交换元素
}
}
if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
if (!flag)
break; // 此轮冒泡未交换任何元素,直接跳出
}
}
/* Driver Code */
int main() {
vector<int> nums = { 4, 1, 3, 1, 5, 2 };
vector<int> nums = {4, 1, 3, 1, 5, 2};
bubbleSort(nums);
cout << "冒泡排序完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
vector<int> nums1 = { 4, 1, 3, 1, 5, 2 };
vector<int> nums1 = {4, 1, 3, 1, 5, 2};
bubbleSortWithFlag(nums1);
cout << "冒泡排序完成后 nums1 = ";
PrintUtil::printVector(nums1);
printVector(nums1);
return 0;
}

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@ -7,44 +7,38 @@
#include "../include/include.hpp"
/* 桶排序 */
void bucketSort(vector<float> &nums)
{
void bucketSort(vector<float> &nums) {
// 初始化 k = n/2 个桶,预期向每个桶分配 2 个元素
int k = nums.size() / 2;
vector<vector<float>> buckets(k);
// 1. 将数组元素分配到各个桶中
for (float num : nums)
{
for (float num : nums) {
// 输入数据范围 [0, 1),使用 num * k 映射到索引范围 [0, k-1]
int i = num * k;
// 将 num 添加进桶 bucket_idx
buckets[i].push_back(num);
}
// 2. 对各个桶执行排序
for (vector<float> &bucket : buckets)
{
for (vector<float> &bucket : buckets) {
// 使用内置排序函数,也可以替换成其他排序算法
sort(bucket.begin(), bucket.end());
}
// 3. 遍历桶合并结果
int i = 0;
for (vector<float> &bucket : buckets)
{
for (float num : bucket)
{
for (vector<float> &bucket : buckets) {
for (float num : bucket) {
nums[i++] = num;
}
}
}
/* Driver Code */
int main()
{
int main() {
// 设输入数据为浮点数,范围为 [0, 1)
vector<float> nums = {0.49f, 0.96f, 0.82f, 0.09f, 0.57f, 0.43f, 0.91f, 0.75f, 0.15f, 0.37f};
bucketSort(nums);
cout << "桶排序完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
return 0;
}

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@ -8,7 +8,7 @@
/* 计数排序 */
// 简单实现,无法用于排序对象
void countingSortNaive(vector<int>& nums) {
void countingSortNaive(vector<int> &nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num : nums) {
@ -31,7 +31,7 @@ void countingSortNaive(vector<int>& nums) {
/* 计数排序 */
// 完整实现,可排序对象,并且是稳定排序
void countingSort(vector<int>& nums) {
void countingSort(vector<int> &nums) {
// 1. 统计数组最大元素 m
int m = 0;
for (int num : nums) {
@ -55,7 +55,7 @@ void countingSort(vector<int>& nums) {
for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
int num = nums[i];
res[counter[num] - 1] = num; // 将 num 放置到对应索引处
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
counter[num]--; // 令前缀和自减 1 ,得到下次放置 num 的索引
}
// 使用结果数组 res 覆盖原数组 nums
nums = res;
@ -63,15 +63,15 @@ void countingSort(vector<int>& nums) {
/* Driver Code */
int main() {
vector<int> nums = { 1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4 };
vector<int> nums = {1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4};
countingSortNaive(nums);
cout << "计数排序(无法排序对象)完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
vector<int> nums1 = { 1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4 };
vector<int> nums1 = {1, 0, 1, 2, 0, 4, 0, 2, 2, 4};
countingSort(nums1);
cout << "计数排序完成后 nums1 = ";
PrintUtil::printVector(nums1);
printVector(nums1);
return 0;
}

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@ -7,26 +7,25 @@
#include "../include/include.hpp"
/* 插入排序 */
void insertionSort(vector<int>& nums) {
void insertionSort(vector<int> &nums) {
// 外循环base = nums[1], nums[2], ..., nums[n-1]
for (int i = 1; i < nums.size(); i++) {
int base = nums[i], j = i - 1;
// 内循环:将 base 插入到左边的正确位置
while (j >= 0 && nums[j] > base) {
nums[j + 1] = nums[j]; // 1. 将 nums[j] 向右移动一位
nums[j + 1] = nums[j]; // 1. 将 nums[j] 向右移动一位
j--;
}
nums[j + 1] = base; // 2. 将 base 赋值到正确位置
nums[j + 1] = base; // 2. 将 base 赋值到正确位置
}
}
/* Driver Code */
int main() {
vector<int> nums = { 4, 1, 3, 1, 5, 2 };
vector<int> nums = {4, 1, 3, 1, 5, 2};
insertionSort(nums);
cout << "插入排序完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
return 0;
}

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@ -9,15 +9,15 @@
/* 合并左子数组和右子数组 */
// 左子数组区间 [left, mid]
// 右子数组区间 [mid + 1, right]
void merge(vector<int>& nums, int left, int mid, int right) {
void merge(vector<int> &nums, int left, int mid, int right) {
// 初始化辅助数组
vector<int> tmp(nums.begin() + left, nums.begin() + right + 1);
// 左子数组的起始索引和结束索引
vector<int> tmp(nums.begin() + left, nums.begin() + right + 1);
// 左子数组的起始索引和结束索引
int leftStart = left - left, leftEnd = mid - left;
// 右子数组的起始索引和结束索引
// 右子数组的起始索引和结束索引
int rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left;
// i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素
int i = leftStart, j = rightStart;
int i = leftStart, j = rightStart;
// 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组
for (int k = left; k <= right; k++) {
// 若“左子数组已全部合并完”,则选取右子数组元素,并且 j++
@ -33,9 +33,10 @@ void merge(vector<int>& nums, int left, int mid, int right) {
}
/* 归并排序 */
void mergeSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
void mergeSort(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 终止条件
if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
if (left >= right)
return; // 当子数组长度为 1 时终止递归
// 划分阶段
int mid = (left + right) / 2; // 计算中点
mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组
@ -44,14 +45,13 @@ void mergeSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
merge(nums, left, mid, right);
}
/* Driver Code */
int main() {
/* 归并排序 */
vector<int> nums = { 7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4 };
vector<int> nums = {7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4};
mergeSort(nums, 0, nums.size() - 1);
cout << "归并排序完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
return 0;
}

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@ -8,32 +8,32 @@
/* 快速排序类 */
class QuickSort {
private:
private:
/* 元素交换 */
static void swap(vector<int>& nums, int i, int j) {
static void swap(vector<int> &nums, int i, int j) {
int tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* 哨兵划分 */
static int partition(vector<int>& nums, int left, int right) {
static int partition(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 以 nums[left] 作为基准数
int i = left, j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
}
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
return i; // 返回基准数的索引
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
return i; // 返回基准数的索引
}
public:
public:
/* 快速排序 */
static void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
static void quickSort(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 子数组长度为 1 时终止递归
if (left >= right)
return;
@ -47,16 +47,16 @@ public:
/* 快速排序类(中位基准数优化) */
class QuickSortMedian {
private:
private:
/* 元素交换 */
static void swap(vector<int>& nums, int i, int j) {
static void swap(vector<int> &nums, int i, int j) {
int tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* 选取三个元素的中位数 */
static int medianThree(vector<int>& nums, int left, int mid, int right) {
static int medianThree(vector<int> &nums, int left, int mid, int right) {
// 此处使用异或运算来简化代码
// 异或规则为 0 ^ 0 = 1 ^ 1 = 0, 0 ^ 1 = 1 ^ 0 = 1
if ((nums[left] < nums[mid]) ^ (nums[left] < nums[right]))
@ -68,7 +68,7 @@ private:
}
/* 哨兵划分(三数取中值) */
static int partition(vector<int>& nums, int left, int right) {
static int partition(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 选取三个候选元素的中位数
int med = medianThree(nums, left, (left + right) / 2, right);
// 将中位数交换至数组最左端
@ -77,18 +77,18 @@ private:
int i = left, j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
}
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
return i; // 返回基准数的索引
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
return i; // 返回基准数的索引
}
public:
public:
/* 快速排序 */
static void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
static void quickSort(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 子数组长度为 1 时终止递归
if (left >= right)
return;
@ -102,68 +102,67 @@ public:
/* 快速排序类(尾递归优化) */
class QuickSortTailCall {
private:
private:
/* 元素交换 */
static void swap(vector<int>& nums, int i, int j) {
static void swap(vector<int> &nums, int i, int j) {
int tmp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = tmp;
}
/* 哨兵划分 */
static int partition(vector<int>& nums, int left, int right) {
static int partition(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 以 nums[left] 作为基准数
int i = left, j = right;
while (i < j) {
while (i < j && nums[j] >= nums[left])
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素
while (i < j && nums[i] <= nums[left])
i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素
swap(nums, i, j); // 交换这两个元素
}
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
return i; // 返回基准数的索引
swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线
return i; // 返回基准数的索引
}
public:
public:
/* 快速排序(尾递归优化) */
static void quickSort(vector<int>& nums, int left, int right) {
static void quickSort(vector<int> &nums, int left, int right) {
// 子数组长度为 1 时终止
while (left < right) {
// 哨兵划分操作
int pivot = partition(nums, left, right);
// 对两个子数组中较短的那个执行快排
if (pivot - left < right - pivot) {
quickSort(nums, left, pivot - 1); // 递归排序左子数组
left = pivot + 1; // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right]
quickSort(nums, left, pivot - 1); // 递归排序左子数组
left = pivot + 1; // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right]
} else {
quickSort(nums, pivot + 1, right); // 递归排序右子数组
right = pivot - 1; // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1]
right = pivot - 1; // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1]
}
}
}
};
/* Driver Code */
int main() {
/* 快速排序 */
vector<int> nums { 2, 4, 1, 0, 3, 5 };
vector<int> nums{2, 4, 1, 0, 3, 5};
QuickSort::quickSort(nums, 0, nums.size() - 1);
cout << "快速排序完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
/* 快速排序(中位基准数优化) */
vector<int> nums1 = { 2, 4, 1, 0, 3, 5 };
vector<int> nums1 = {2, 4, 1, 0, 3, 5};
QuickSortMedian::quickSort(nums1, 0, nums1.size() - 1);
cout << "快速排序(中位基准数优化)完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
/* 快速排序(尾递归优化) */
vector<int> nums2 = { 2, 4, 1, 0, 3, 5 };
vector<int> nums2 = {2, 4, 1, 0, 3, 5};
QuickSortTailCall::quickSort(nums2, 0, nums2.size() - 1);
cout << "快速排序(尾递归优化)完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
return 0;
}

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@ -14,7 +14,7 @@ int digit(int num, int exp) {
}
/* 计数排序(根据 nums 第 k 位排序) */
void countingSortDigit(vector<int>& nums, int exp) {
void countingSortDigit(vector<int> &nums, int exp) {
// 十进制的位范围为 0~9 ,因此需要长度为 10 的桶
vector<int> counter(10, 0);
int n = nums.size();
@ -41,7 +41,7 @@ void countingSortDigit(vector<int>& nums, int exp) {
}
/* 基数排序 */
void radixSort(vector<int>& nums) {
void radixSort(vector<int> &nums) {
// 获取数组的最大元素,用于判断最大位数
int m = *max_element(nums.begin(), nums.end());
// 按照从低位到高位的顺序遍历
@ -56,11 +56,11 @@ void radixSort(vector<int>& nums) {
/* Driver Code */
int main() {
// 基数排序
vector<int> nums = { 10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996 };
vector<int> nums = {10546151, 35663510, 42865989, 34862445, 81883077,
88906420, 72429244, 30524779, 82060337, 63832996};
radixSort(nums);
cout << "基数排序完成后 nums = ";
PrintUtil::printVector(nums);
printVector(nums);
return 0;
}