面试常问的手撕算法——排序类题目。由于不是科班出身，对于排序算法的理解仅限于冒泡法，对于一些复杂度较低的排序算法没怎么了解。趁着这个机会将常用的都汇总一下，尝试自己实现一遍吧。
开始之前设计一些工具
对数组进行排序，需要使用一些随机数工具生成随机数组
static vector<int> generateRandomArray(int size, int min, int max) {
vector<int> ret;
uniform_int_distribution<unsigned> u(min, max);
default_random_engine e;
for (int i = 0; i < size; i++) {
ret.push_back(u(e));
}
return ret;
}
需要工具判断排序是否完成
static bool isSorted(vector<int> &nums) {
for (int i = 0; i < nums.size() - 1; i++) {
if (nums[i] > nums[i + 1]) {
return false;
}
}
return true;
}
冒泡排序
冒泡排序要对一个列表多次重复遍历。它要比较相邻的两项，并且交换顺序排错的项。每对列表实行一次遍历，就有一个最大项排在了正确的位置。大体上讲，列表的每一个数据项都会在其相应的位置 “冒泡”。如果列表有 n 项，第一次遍历就要比较 n-1 对数据。需要注意，一旦列表中最大(按照规定的原则定义大小)的数据是所比较的数据对中的一个，它就会沿着列表一直 后移，直到这次遍历结束。
static void bubbleSort(vector<int> &nums) {
for (unsigned long i = nums.size() - 1; i >= 0; i--) {
for (int j = 0; j <= i; j++) {
if (nums[j] > nums[j + 1]) {
swap(nums[j], nums[j + 1]);
}
}
}
}
选择排序
选择排序提高了冒泡排序的性能，它每遍历一次列表只交换一次数据，即进行一次遍历时找 到最大的项，完成遍历后，再把它换到正确的位置。和冒泡排序一样，第一次遍历后，最大的数 据项就已归位，第二次遍历使次大项归位。这个过程持续进行，一共需要 n-1 次遍历来排好 n 个数 据，因为最后一个数据必须在第 n-1 次遍历之后才能归位。
static void selectionSort(vector<int> &nums) {
for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
int min_index = i;
for (int j = i + 1; j < nums.size(); j++) {
if (nums[j] < nums[min_index]) {
min_index = j;
}
}
swap(nums[min_index], nums[i]);
}
}
插入排序
插入排序的算法复杂度仍然是，但其工作原理稍有不同。它总是保持一个位置靠前的已排好的子表，然后每一个新的数据项被 “插入” 到前边的子表里，排好的子表增加一项。我们认为只含有一个数据项的列表是已经排好的。每排后面一个数据（从 1 开始到 n-1），这个的数据会和已排好子表中的数据比较。比较时，我们把之前已经排好的列表中比这个数据大的移到它的右边。当子表数据小于当前数据，或者当前数据已经和子表的所有数据比较了时，就可 以在此处插入当前数据项。
static void insertionSort(vector<int> &nums) {
for (int i = 1; i < nums.size(); i++) {
int cur = nums[i];
int position = i;
while (nums[position - 1] > cur && position > 0) {
nums[position] = nums[position - 1];
position--;
}
nums[position] = cur;
}
}
希尔排序
希尔排序有时又叫做 “缩小间隔排序”，它以插入排序为基础，将原来要排序的列表划分为一些子列表，再对每一个子列表执行插入排序，从而实现对插入排序性能的改进。划分子列的特定方法是希尔排序的关键。我们并不是将原始列表分成含有连续元素的子列，而是确定一个划分列表的增量 “i”，这个i更准确地说，是划分的间隔。然后把每间隔为i的所有元素选出来组成子列表，然后对每个子序列进行插入排序，最后当 i=1 时，对整体进行一次直接插入排序。
static void shellSort(vector<int> &nums) {
int n = nums.size();
int gap = n / 2;
while (gap > 0) {
for (int i = 0; i <= gap; i++) {
gapInsertionSort(nums, i, gap);
}
gap /= 2;
}
}
static void gapInsertionSort(vector<int> &nums, int startpos, int gap) {
for (int i = startpos + gap; i < nums.size(); i += gap) {
int position = i;
int currentvalue = nums[i];
while (position > startpos && nums[position - gap] > currentvalue) {
nums[position] = nums[position - gap];
position -= gap;
}
nums[position] = currentvalue;
}
}
归并排序
快速排序
参考网站：