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：
个随机整数；
- 数据4：
个随机整数；
- 数据5：
个随机整数；
- 数据6：
- 数据7：
- 数据8：
- 数据9：
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 0 352 2 答案正确
1 / 1 1 332 2 答案正确
10 / 10 2 356 3 答案正确
2 / 2 3 276 192 答案正确
2 / 2 4 688 3000 运行超时
0 / 2 5 1200 17 答案正确
2 / 2 6 664 3000 运行超时
0 / 2 7 1296 432 答案正确
2 / 2 8 668 3000 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 0 360 1 答案正确
1 / 1 1 176 1 答案正确
10 / 10 2 356 2 答案正确
2 / 2 3 424 16 答案正确
2 / 2 4 1144 1254 答案正确
2 / 2 5 1200 17 答案正确
2 / 2 6 1176 2493 答案正确
2 / 2 7 1208 29 答案正确
2 / 2 8 1048 1260 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 0 176 2 答案正确
1 / 1 1 308 2 答案正确
10 / 10 2 336 2 答案正确
2 / 2 3 412 4 答案正确
2 / 2 4 1132 30 答案正确
2 / 2 5 1144 21 答案正确
2 / 2 6 1332 22 答案正确
2 / 2 7 1204 22 答案正确
2 / 2 8 1076 27 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 0 172 1 答案正确
1 / 1 1 316 1 答案正确
10 / 10 2 180 2 答案正确
2 / 2 3 440 4 答案正确
2 / 2 4 1152 30 答案正确
2 / 2 5 1200 20 答案正确
2 / 2 6 1180 20 答案正确
2 / 2 7 1148 20 答案正确
2 / 2 8 1048 27 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 0 172 2 答案正确
1 / 1 1 304 1 答案正确
10 / 10 2 360 2 答案正确
2 / 2 3 432 4 答案正确
2 / 2 4 1196 28 答案正确
2 / 2 5 1240 20 答案正确
2 / 2 6 1148 20 答案正确
2 / 2 7 1200 20 答案正确
2 / 2 8 1072 25 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 0 304 1 答案正确
1 / 1 1 304 1 答案正确
10 / 10 2 308 2 答案正确
2 / 2 3 320 55 答案正确
2 / 2 4 632 3000 运行超时
0 / 2 5 608 3000 运行超时
0 / 2 6 560 3000 运行超时
0 / 2 7 696 3000 运行超时
0 / 2 8 552 3000 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 180 3000 运行超时
0 / 1 1 172 1 答案正确
10 / 10 2 356 2 答案正确
2 / 2 3 432 4 答案正确
2 / 2 4 1180 27 答案正确
2 / 2 5 1264 23 答案正确
2 / 2 6 1204 23 答案正确
2 / 2 7 1220 22 答案正确
2 / 2 8 1020 26 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 0 168 2 答案正确
1 / 1 1 304 1 答案正确
10 / 10 2 368 2 答案正确
2 / 2 3 432 4 答案正确
2 / 2 4 1188 28 答案正确
2 / 2 5 1272 23 答案正确
2 / 2 6 1276 23 答案正确
2 / 2 7 1152 22 答案正确
2 / 2 8 944 26 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 0 364 2 答案正确
1 / 1 1 336 2 答案正确
10 / 10 2 368 2 答案正确
2 / 2 3 464 5 答案正确
2 / 2 4 1176 28 答案正确
2 / 2 5 1292 21 答案正确
2 / 2 6 1184 24 答案正确
2 / 2 7 1264 21 答案正确
2 / 2 8 1064 25 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 0 176 2 答案正确
1 / 1 1 180 2 答案正确
10 / 10 2 356 2 答案正确
2 / 2 3 432 5 答案正确
2 / 2 4 1300 26 答案正确
2 / 2 5 1296 20 答案正确
2 / 2 6 1148 20 答案正确
2 / 2 7 1136 19 答案正确
2 / 2 8 1064 24 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 0 360 2 答案正确
1 / 1 1 356 2 答案正确
10 / 10 2 272 2 答案正确
2 / 2 3 344 5 答案正确
2 / 2 4 1144 31 答案正确
2 / 2 5 1208 18 答案正确
2 / 2 6 1292 19 答案正确
2 / 2 7 1204 19 答案正确
2 / 2 8 944 28 答案正确
2 / 2 #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; } }
