算法：冒泡排序（Bubble Sort）、插入排序（Insertion Sort）和選擇排序（Selection Sort）總結

背景

這兩天溫習了 5 中排序算法，之前也都看過它們的實現，因為沒有深入分析的緣故，一直記不住誰是誰，本文就記錄一下我學習的一些心得。

三種排序算法可以總結為如下：

• 都將數組分為已排序部分和未排序部分。
• 冒泡排序將已排序部分定義在右端，在遍歷未排序部分的過程執行交換，將最大元素交換到最右端。
• 插入排序將已排序部分定義在左端，將未排序部分元的第一個元素插入到已排序部分合適的位置。
• 選擇排序將已排序部分定義在左端，然后選擇未排序部分的最小元素和未排序部分的第一個元素交換。

冒泡排序

代碼

        public static void Sort(T[] items)
        {
            if (items.Length < 2)
            {
                return;
            }

            int swappedTimes;
            do
            {
                swappedTimes = 0;
                // 重復的遍歷數組。
                for (var i = 1; i < items.Length; i++)
                {
                    // 每次遍歷都比較兩個元素，如果順序不正確就把他們交換一下。
                    if (items[i - 1].CompareTo(items[i]) > 0)
                    {
                        Swap(items, i - 1, i);
                        swappedTimes++;
                    }
                }
            } while (swappedTimes > 1);// 如果遍歷后只交換了 1 次或 0 次，排序結束。
        }

示例

【4，3，2，1】

【3，4，2，1】

【3，2，4，1】

【3，2，1，4】

【2，3，1，4】

【2，1，3，4】

【1，2，3，4】

插入排序

代碼

        public static void Sort(T[] items)
        {
            for (
                var sortedRangeEndIndex = 1;
                sortedRangeEndIndex < items.Length;
                sortedRangeEndIndex++)
            {
                if (items[sortedRangeEndIndex].CompareTo(items[sortedRangeEndIndex - 1]) < 0)
                {
                    int insertIndex = FindInsertionIndex(items, items[sortedRangeEndIndex]);
                    Insert(items, sortedRangeEndIndex, insertIndex);
                }
            }
        }

        private static int FindInsertionIndex(T[] items, T valueToInsert)
        {
            for (var i = 0; i < items.Length; i++)
            {
                if (items[i].CompareTo(valueToInsert) > 0)
                {
                    return i;
                }
            }

            throw new InvalidOperationException();
        }

        private static void Insert(T[] items, int indexInsertingFrom, int indexInsertingAt)
        {
            var temp = items[indexInsertingFrom];

            for (var i = indexInsertingFrom; i > indexInsertingAt; i--)
            {
                items[i] = items[i - 1];
            }

            items[indexInsertingAt] = temp;
        }

示例

【4，3，2，1】

【3，4，2，1】

【2，3，4，1】

【1，2，3，4】

選擇排序

代碼

        public static void Sort(T[] items)
        {
            for (
                var sortedRangeEndIndex = 0;
                sortedRangeEndIndex < items.Length;
                sortedRangeEndIndex++)
            {
                int nextIndex = FindIndexOfSmallestFromIndex(items, sortedRangeEndIndex);
                Swap(items, sortedRangeEndIndex, nextIndex);
            }
        }

        private static int FindIndexOfSmallestFromIndex(T[] items, int sortedRangeEndIndex)
        {
            T currentSmallItem = items[sortedRangeEndIndex];
            int currentSmllIndex = sortedRangeEndIndex;

            for (var i = sortedRangeEndIndex + 1; i < items.Length; i++)
            {
                if (currentSmallItem.CompareTo(items[i]) > 0)
                {
                    currentSmallItem = items[i];
                    currentSmllIndex = i;
                }
            }

            return currentSmllIndex;
        }

示例

【4，3，2，1】

【1，3，2，4】

【1，2，3，4】

【1，2，3，4】

備注

每周堅持學習數據結構和算法中。。。