C#實(shí)現(xiàn)(遞歸和非遞歸)快速排序和簡(jiǎn)單排序

???? 本人因?yàn)樽罱ぷ饔玫搅艘恍┡判蛩惴?#xff0c;就把幾個(gè)簡(jiǎn)單的排序算法，想冒泡排序，選擇排序，插入排序，奇偶排序和快速排序等整理了出來(lái)，代碼用C#代碼實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò)了測(cè)試。希望能給大家提供參考。

??? 1.冒泡排序

?????? 冒泡排序，是指計(jì)算機(jī)的一種排序算法，它的時(shí)間復(fù)雜度是O（n^2），雖然不及堆排序和快速排序時(shí)間復(fù)雜度為O（nlogn，底數(shù)為2），但是有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1：編程復(fù)雜度低，很容易實(shí)現(xiàn)；2 是具有穩(wěn)定性，這里的穩(wěn)定性是指源序列中相同元素的相對(duì)順序仍然保持到排序后的順序，而堆排序和快速排序都不具有穩(wěn)定性。

???? 基本概念

???????? 冒泡排序（BubbleSort)的基本概念：依次比較相鄰兩個(gè)數(shù)，小的在前，大的在后。在第一趟，首先比較第1個(gè)數(shù)和第2個(gè)數(shù)，小的放在前面，大的放在后面，然后比較第2個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)，小的在前，大的在后，如此繼續(xù)，直到比較最后兩個(gè)數(shù)，小的在前，大的在后，第一趟結(jié)束時(shí)，就把最大的數(shù)放在了最后。在第二趟，仍從第一對(duì)數(shù)開(kāi)始比較（因?yàn)橛捎诘?個(gè)數(shù)和第3個(gè)數(shù)的交換，使第1個(gè)數(shù)不再小于第2個(gè)數(shù)），將小數(shù)放前，大數(shù)放后，一直比較到倒數(shù)第二個(gè)數(shù)（倒數(shù)第一個(gè)數(shù)已經(jīng)是最大的），第二趟結(jié)束，這樣在倒數(shù)第二個(gè)位置得到一個(gè)新的最大數(shù)，如此循環(huán)下去，重復(fù)以上過(guò)程，直至最終完成排序。

比如有一個(gè)數(shù)列10, 33, 2, 4, 55, 6, 12, 34, 456, 66, 43, 23, 65, 1, 345, 61, 76, 31, 43, 76

第一次排序后：10,2,4,33,6,12,34,55,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76,456

第二次排序后：2,4,10,6,12,33,34,55,43,23,65,1,66,61,76,31,43,76,345,456

第三次排序后：2,4,6,10,12,33,34,43,23,55,1,65,61,66,31,43,76,76,345,456

第四次排序后：2,4,6,10,12,33,34,23,43,1,55,61,65,31,43,66,76,76,345,456

第五次排序后: 2,4,6,10,12,33,23,34,1,43,55,61,31,43,65,66,76,76,345,456

第六次排序后: 2,4,6,10,12,23,33,1,34,43,55,31,43,61,65,66,76,76,345,456

第七次排序后: 2,4,6,10,12,23,1,33,34,43,31,43,55,61,65,66,76,76,345,456

第八次排序后: 2,4,6,10,12,1,23,33,34,31,43,43,55,61,65,66,76,76,345,456

第九次排序后: 2,4,6,10,1,12,23,33,31,34,43,43,55,61,65,66,76,76,345,456

第十次排序后: 2,4,6,1,10,12,23,31,33,34,43,43,55,61,65,66,76,76,345,456

第十一次排序后：2,4,1,6,10,12,23,31,33,34,43,43,55,61,65,66,76,76,345,456

第十二次排序后：2,1,4,6,10,12,23,31,33,34,43,43,55,61,65,66,76,76,345,456

第十三次排序后: 1,2,4,6,10,12,23,31,33,34,43,43,55,61,65,66,76,76,345,456

這樣經(jīng)過(guò)13趟排序后這個(gè)序列就成為一個(gè)有序的數(shù)列。

具體實(shí)現(xiàn)代碼為：

?????? private static void BubbleSort(int[] R) ??????? { ??????????? int len = R.Length; ??????????? bool flag = false; ??????????? for (int i = 0; i < len-1; i++) ??????????? { ??????????????? flag = false; ??????????????? for (int j = 0; j < len - i-1; j++) ??????????????? { ??????????????????? if (R[j] > R[j + 1]) ??????????????????? { ??????????????????????? Swap(ref R[j], ref R[j + 1]); ??????????????????????? flag = true; ??????????????????? } ??????????????? } ??????????????? if (!flag) ??????????????? { ??????????????????? break; ??????????????? } ??????????? } ??????? }

?????? private static void Swap(ref int left, ref int right) ??????? { ??????????? int temp = left; ??????????? left = right; ??????????? right = temp; ??????? }

?

2. 選擇排序

????? 每一趟從待排序的元素中選擇最小的（最大的）一個(gè)元素，順序放在已排好序的數(shù)列的最后，直到待排序的元素派完，選擇排序是不穩(wěn)定的排序。

??? 基本概念

????????? 具有n元素的數(shù)列可以進(jìn)行n-1趟直接選擇排序得到有序結(jié)果，初始狀態(tài)有序區(qū)為空，無(wú)序區(qū)為R[1...n]

????????? 第1趟排序在無(wú)序區(qū)R[1...n]選擇關(guān)鍵字最小的元素R[k],將它與無(wú)序區(qū)的R[1] 進(jìn)行交換，使R[1...1]和R[2...n]變?yōu)閭€(gè)增加為1新有序區(qū)，和無(wú)序區(qū)的元素個(gè)數(shù)減去1的新無(wú)序區(qū)。

???????? 第i趟排序開(kāi)始時(shí)，當(dāng)前有序區(qū)和無(wú)序區(qū)分別為R[1..i-1]和R(1≤i≤n-1)。該趟排序從當(dāng)前無(wú)序區(qū)中選出關(guān)鍵字最小的記錄 R[k]，將它與無(wú)序區(qū)的第1個(gè)記錄R交換，

???????? 使R[1..i]和R分別變? 為記錄個(gè)數(shù)增加1個(gè)的新有序區(qū)和記錄個(gè)數(shù)減少1個(gè)的新無(wú)序區(qū)。 這樣，n個(gè)記錄的文件的直接選擇排序可經(jīng)過(guò)n-1趟直接選擇排序得到有序結(jié)果 .

???????? 對(duì)于數(shù)列??? 10,33,2,4,55,6,12,34,456,66,43,23,65,1,345, 61,76,31,43,76????

???????? 第一次排序后：1,33,2,4,55,6,12,34,456,66,43,23,65,10,345,61,76,31,43,76

???????? 第二次排序后:? 1,2,33,4,55,6,12,34,456,66,43,23,65,10,345,61,76,31,43,76

???????? 第三次排序后：1,2,4,33,55,6,12,34,456,66,43,23,65,10,345,61,76,31,43,76

???????? 第四次排序后：1,2,4,6,55,33,12,34,456,66,43,23,65,10,345,61,76,31,43,76

???????? 第五次排序后：1,2,4,6,10,33,12,34,456,66,43,23,65,55,345,61,76,31,43,76

???????? 第六次排序后:? 1,2,4,6,10,12,33,34,456,66,43,23,65,55,345,61,76,31,43,76

???????? 第七次排序后:? 1,2,4,6,10,12,23,34,456,66,43,33,65,55,345,61,76,31,43,76

???????? 第八次排序后:? 1,2,4,6,10,12,23,31,456,66,43,33,65,55,345,71,76,34,43,76

???????? 第九次排序后:? 1,2,4,6,10,12,23,31,33,66,43,456,65,55,345,71,76,34,43,76

???????? 第十次排序后:? 1,2,4,6,10,12,23,31,33,34,43,456,65,55,345,71,76,66,43,76

???????? 第十一次排序后: 1,2,4,6,10,12,23,31,33,34,43,43,65,55,345,71,76,66,456,76

???????? 第十二次排序后:? 1,2,4,6,10,12,23,31,33,34,43,43,55,65,345,71,76,66,456,76

???????? 第十三次排序后:? 1,2,4,6,10,12,23,31,33,34,43,43,55,65,66,71,76,345,456,76

??????? 第十四次排序后:?? 1,2,4,6,10,12,23,31,33,34,43,43,55,65,66,71,76,76,456,345

??????? 第十五次排序后:?? 1,2,4,6,10,12,23,31,33,34,43,43,55,65,66,71,76,76,345,456

?????? 最終經(jīng)過(guò)15次排序后成為有序的數(shù)列。

?????? 具體實(shí)現(xiàn)代碼為：

??????? private static void SelectSort(int[] R) ??????? { ??????????? int len = R.Length; ??????????? int min = 0; ??????????? for (int i = 0; i < len - 1; i++) ??????????? { ??????????????? min = i; ??????????????? for (int j = i + 1; j < len - 1; j++) ??????????????? { ??????????????????? if (R[min] > R[j]) ??????????????????? { ??????????????????????? min = j; ??????????????????? } ??????????????? } ??????????????? Swap(ref R[i], ref R[min]); ??????????? } ??????? }

?

3. 插入排序

??????? 插入排序算法是一種穩(wěn)定的算法，時(shí)間復(fù)雜度是O(n^2)，適用于少量數(shù)據(jù)的排序。插入算法的基本操作就是將一個(gè)數(shù)據(jù)插入到已經(jīng)排好序的有序數(shù)據(jù)中，從而得到一個(gè)新的，個(gè)數(shù)加1的有序數(shù)據(jù)。插入算法把要排序的數(shù)組分為兩部分：第一部分包含了數(shù)組的所有元素，但將最后一個(gè)元素除外，而第二部分就只包含這一個(gè)元素，在第一部分排序后，再把最后這個(gè)元素插入到此刻已是有序的一部分中。

?? 基本思想

???????? 1：每次處理都是將無(wú)序序列的第一個(gè)元素和有序序列的元素從后面逐一比較，查到合適的插入位置，將該元素插入到有序序列的合適位置。

???????? 2：從有序R[1]和無(wú)序R[2...n]開(kāi)始進(jìn)行排序。

???????? 3：處理第i個(gè)元素時(shí)(i=2,3,…,n) ,數(shù)列{R1,R2,...Ri-1}都是有序的，而數(shù)列{Ri,Ri+1,...Rn}都是無(wú)序的，用Ri 與{R1,R2,...Ri-1}逐個(gè)比較，找到合適位置，將Ri插入，

???????? 4：重復(fù)第三部，共進(jìn)行n-i次插入處理，數(shù)組全部有序

???????? 對(duì)于數(shù)列??? 10,33,2,4,55,6,12,34,456,66,43,23,65,1,345, 61,76,31,43,76????

??????? 第一次排序后：10,33,2,4,55,12,34,456,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第二次排序后:? 2,10,33,4,55,12,34,456,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第三次排序后:? 2,4,10,33,55,12,34,456,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第四次排序后:? 2,4,10,33,55,12,34,456,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第五次排序后:? 2,3,10,12,33,55,34,456,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第六次排序后:? 2,3,10,12,33,34,55,456,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第七次排序后:? 2,3,10,12,33,34,55,456,66,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第八次排序后:? 2,3,10,12,33,34,55,66,456,43,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第九次排序后:? 2,3,10,12,33,34,43,55,66,456,23,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第十次排序后:? 2,3,10,12,23,33,34,43,55,66,456,65,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第十一次排序后: 2,3,10,12,23,33,34,43,55,65,66,456,1,345,61,76,31,43,76

??????? 第十二次排序后: 1,2,3,10,12,23,33,34,43,55,65,66,456,345,61,76,31,43,76

??????? 第十三次排序后: 1,2,3,10,12,23,33,34,43,55,65,66,345,456,61,76,31,43,76

??????? 第十四次排序后: 1,2,3,10,12,23,33,34,43,55,61,65,66,345,456,76,31,43,76

??????? 第十五次排序后: 1,2,3,10,12,23,33,34,43,55,61,65,66,76,345,456,31,43,76

??????? 第十六次排序后: 1,2,3,10,12,23,31,33,34,43,55,61,65,66,76,345,456,43,76

??????? 第十七次排序后: 1,2,3,10,12,23,31,33,34,43,43,55,61,65,66,76,345,456,76

??????? 第十八次排序后: 1,2,3,10,12,23,31,33,34,43,43,55,61,65,66,76,76,345,456

?????? 共十八次排序后，數(shù)組才是全部有序的。

????? 實(shí)現(xiàn)代碼為:

???????? private static void InsertSort(int[] R) ??????? { ??????????? int len = R.Length; ??????????? int j = 0; ??????????? int temp = 0; ??????????? for (int i = 1; i < len; i++) ??????????? { ??????????????? temp=R[i]; ??????????????? j=i-1; ??????????????? while (j >= 0 && temp < R[j]) ??????????????? { ??????????????????? R[j + 1] = R[j]; ??????????????????? j--; ??????????????? } ??????????????? R[j + 1] = temp; ??????????? } ??????? }

?

4. 快速排序

?????????? 快速排序是對(duì)冒泡排序的一種改進(jìn)，它的基本思想是：通過(guò)一趟排序?qū)⒁判虻臄?shù)列分成獨(dú)立的兩個(gè)部分，其中一部分的所有數(shù)據(jù)都比后一部分的所有數(shù)據(jù)都要小，然后再按此方法對(duì)這兩個(gè)部分分別進(jìn)行快速排序，整個(gè)排序過(guò)程可以遞歸進(jìn)行，以次達(dá)到整個(gè)數(shù)列變?yōu)橛行颉？焖倥判虿皇欠€(wěn)定的排序。

? 算法過(guò)程

???????? 設(shè)要排序的數(shù)組為R[1...n],首先任意選取一個(gè)元素（通常選擇第一個(gè)元素）作為關(guān)鍵元素，然后把所有比它小的都放在前面，所有比它大的都放在后面，這個(gè)過(guò)程成為一趟快速排序。

???????? 1. 設(shè)置兩個(gè)變量 low ,high,排序開(kāi)始的時(shí)候low=0,high=n-1;

???????? 2. 以第一個(gè)數(shù)組元素為關(guān)鍵數(shù)據(jù)key,即key = R[low];

???????? 3. 從high開(kāi)始往前搜索，即由后開(kāi)始向前搜索，high=high-1,找到第一個(gè)小于key的值R[high], 并與R[low] 交換,

???????? 4. 從low 開(kāi)始向后搜索，即由前開(kāi)始向后搜索，low=low+1,找到第一個(gè)大于key的值R[low],并于R[high]交換。

???????? 5. 重復(fù)3,4.直到low=high.

??????????? 對(duì)于數(shù)列??? 10,33,2,4,55,6,12,34,456,66,43,23,65,1,345, 61,76,31,43,76??

?????????? 初始關(guān)鍵數(shù)據(jù)key=10;

?????????? 第一次交換后：1, 33, 2, 4, 55, 6, 12, 34, 456, 66, 43, 23, 65, 1, 345, 61, 76, 31, 43, 76

?????????? 第二次交換后:? 1, 33, 2, 4, 55, 6, 12, 34, 456, 66, 43, 23, 65, 33, 345, 61, 76, 31, 43, 76

?????????? 第三次交換后:?? 1, 6, 2, 4, 55, 6, 12, 34, 456, 66, 43, 23, 65, 33, 345, 61, 76, 31, 43, 76

?????????? 第四次交換后:? 1, 6, 2, 4, 55, 55, 12, 34, 456, 66, 43, 23, 65, 33, 345, 61, 76, 31, 43, 76

????????? 這樣low=high=4

?????????? 再把R[low]=key

????????? 這樣第一次快速排序后數(shù)列就變?yōu)閧1,6,2,4}10{55,12,34,456,66,43,23,65,33,345,61,76,31,43,76}?

????????? 這樣再分別對(duì){1,6,2,4}和{55,12,34,456,66,43,23,65,33,345,61,76,31,43,76}? 分別進(jìn)行快速排序,重復(fù)這個(gè)步驟，最終使整個(gè)數(shù)組都是有序的。

???????? 具體實(shí)現(xiàn)代碼為：

????????? private static void QuickSort(int[] R, int low, int high) ??????? { ??????????? int pivotLoc = 0;

??????????? if(low<high)

???????????? { ????????????????? pivotLoc = Partition(R, low, high); ????????????????? QuickSort(R, low, pivotLoc - 1); ????????????????? QuickSort(R, pivotLoc + 1, high);

????????????? } ??????? }

??????? private static int Partition(int[] R, int low, int high) ??????? { ??????????? int temp = R[low]; ??????????? while (low < high) ??????????? { ??????????????? while (low < high && temp <= R[high]) ??????????????? { ??????????????????? high--; ??????????????? } ??????????????? R[low] = R[high]; ??????????????? while (low < high && temp >= R[low]) ??????????????? { ??????????????????? low++; ??????????????? } ??????????????? R[high] = R[low]; ??????????? } ??????????? R[low] = temp; ??????????? return low; ??????? }

??? //快速非遞歸排序 ??????? public static void QuickSort(int[] R, int Low, int High, Stack<int> stack) ??????? { ??????????? int low = Low; ??????????? int high = High; ??????????? int temp = R[low]; ??????????? while (high > low) ??????????? { ??????????????? while (low < high && temp <= R[high]) ??????????????? { ??????????????????? high--; ??????????????? } ??????????????? if (high > low) ??????????????? { ??????????????????? R[low] = R[high]; ??????????????????? R[high] = temp; ??????????????? } ??????????????? while (low < high && temp >= R[low]) ??????????????? { ??????????????????? low++; ??????????????? } ??????????????? if (high > low) ??????????????? { ??????????????????? R[high] = R[low]; ??????????????????? R[low] = temp; ??????????????? } ??????????????? if (low == high) ??????????????? { ??????????????????? if (Low < low - 1) ??????????????????? { ??????????????????????? stack.Push(Low); ??????????????????????? stack.Push(low - 1); ??????????????????? } ??????????????????? if (High > low + 1) ??????????????????? { ??????????????????????? stack.Push(low + 1); ??????????????????????? stack.Push(High); ??????????????????? } ??????????????? } ??????????? } ??????? }

?????? 測(cè)試代碼：

static void Main(string[] args)

{

??????? int[] arry = new int[] { 10, 33, 2, 4, 55, 6, 12, 34, 456, 66, 43, 23, 65, 1, 345, 61, 76, 31, 43, 76 }; ??????????? Stack<int> s=new Stack<int>(); ??????????? s.Push(0); ??????????? s.Push(arryk.Length - 1); ??????????? while (s.Count > 0) ??????????? { ??????????????? int low = s.Pop(); ??????????????? int high = s.Pop(); ??????????????? if (low > high) ??????????????? { ??????????????????? temp = low; ??????????????????? low = high; ??????????????????? high = temp; ??????????????? } ??????????????? QuickSort(arryk, low, high, s);????????????? ??????????? }?????? ??????????? Console.ReadLine();

}

通過(guò)對(duì)10萬(wàn)條隨機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行遞歸和非遞歸排序后發(fā)現(xiàn)，非遞歸方法的速度是遞歸方法速度的40倍左右。

5 . 一個(gè)無(wú)序的數(shù)組，如何通過(guò)一個(gè)函數(shù)取出最大值和最小值，要求時(shí)間復(fù)雜度最低和空間最少

? 具體算法如下：

??????? private static int[] GetMaxMin(int[] R) ??????? {????????? ??????????? int len=R.Length; ??????????? int min = R[0]; ??????????? int max = R[0]; ??????????? for (int i = 1; i < len;i++ ) ??????????? { ??????????????? if (min > R[i]) ??????????????? { ??????????????????? min = R[i]; ??????????????? } ??????????????? if (max < R[i]) ??????????????? { ??????????????????? max = R[i]; ??????????????? } ??????????? } ??????????? int[] res = new int[2]; ??????????? res[0] = min; ??????????? res[1] = max; ??????????? return res;

??????? } 6? 對(duì)于已知數(shù)組，隨機(jī)存儲(chǔ)一百個(gè)數(shù)，把奇數(shù)放左邊，偶數(shù)放右邊，具體算法如下：

??????? private static void SortNumber(int[] R) ??????? { ??????????? int high = R.Length - 1; ??????????? int low = 0; ??????????? int temp = R[low]; ??????????? while (low < high) ??????????? { ??????????????? while(low<high&&R[high]%2==0) ??????????????? { ??????????????????? high--; ??????????????? } ??????????????? R[low] = R[high]; ??????????????? while (low < high && R[low] % 2 == 1) ??????????????? { ?????????????????? low++; ??????????????? } ??????????????? R[high] = R[low]; ??????????? } ??????????? R[low] = temp; ??????? }

??????? 7.二分查找算法

??????????????? 二分查找算法又叫折半查找，優(yōu)點(diǎn)是比較次數(shù)少，查找速度快，平均性能好，缺點(diǎn)是給定的數(shù)組必須是有序的，且插入刪除困難，因此二分查找使用與不經(jīng)常變動(dòng)而又查找頻繁的有序表。 首先，假設(shè)數(shù)組是按照升序的有序表，將表中間位置的元素與給定要查找的元素比較，如果相等，則查找成功，否則利用中間位置將表分為前后兩個(gè)字表，如果中間位置記錄的元素大于給定的查找的數(shù)據(jù)，在前面的字表中進(jìn)行查找，否則在后面的字表中進(jìn)行查找。重復(fù)以上過(guò)程，直到找到或沒(méi)有子表為止。

具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

?????? private static int BinarySearch(int[] R, int arg) ??????? { ??????????? int low = 0; ??????????? int high = R.Length - 1; ??????????? while (low < high) ??????????? { ??????????????? int middle = (low + high) / 2; ??????????????? if (arg == R[middle]) ??????????????? { ??????????????????? return middle; ??????????????? } ??????????????? else if (arg < R[middle]) ??????????????? { ??????????????????? high = middle - 1; ??????????????? } ??????????????? else ??????????????? { ??????????????????? low = middle + 1; ??????????????? } ??????????? } ??????????? return -1; ??????? }

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/lyq88/archive/2013/01/10/2853983.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#实现(递归和非递归)快速排序和简单排序的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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