#include "stdio.h "
#include "stdlib.h "
#define Max 100 //假设文件长度
typedef struct{ //定义记录类型
int key; //关键字项
}RecType;
typedef RecType SeqList[Max+1]; //SeqList为顺序表，表中第0个元素作为哨兵
int n; //顺序表实际的长度
//==========直接插入排序法======
void InsertSort(SeqList R) { //对顺序表R中的记录R[1¨n]按递增序进行插入排序
int i,j;
for(i=2;i <=n;i++) //依次插入R[2]，……，R[n]
if(R[i].key <R[i-1].key){ //若R[i].key大于等于有序区中所有的keys，则R[i]留在原位 R[0]=R[i];j=i-1; //R[0]是R[i]的副本 do { //从右向左在有序区R[1¨i-1]中查找R[i] 的位置 R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移 j--; }while(R[0].key <R[j].key); //当R[i].key≥R[j].key 是终止
R[j+1]=R[0]; //R[i]插入到正确的位置上
}//endif
}
//==========冒泡排序======= typedef enum{FALSE,TRUE} Boolean; //FALSE为0，TRUE为1
void BubbleSort(SeqList R) { //自下向上扫描对R做冒泡排序
int i,j;
bool exchange; //交换标志 for(i=1;i <n;i++) { //最多做n-1趟排序
exchange=false; //本趟排序开始前，交换标志应为假
for(j=n-1;j> =i;j--){ //对当前无序区R[i¨n] 自下向上扫描
if(R[j+1].key <R[j].key){ //两两比较，满足条件交换记录
R[0]=R[j+1]; //R[0]不是哨兵，仅做暂存单元
R[j+1]=R[j];
R[j]=R[0];
exchange=true; //发生了交换，故将交换标志置为真
}
if(! exchange) return; //本趟排序未发生交换，提前终止算法
}// endfor（为循环）
}
//==========快速排序=======
//1.========一次划分函数=====
int Partition(SeqList R,int i,int j) {
// 对R[i¨j]做一次划分，并返回基准记录的位置
RecType pivot=R[i]; //用第一个记录作为基准
while(i <j) { //从区间两端交替向中间扫描，直到i=j
while(i <j &&R[j].key> =pivot.key) //基准记录pivot相当与在位置i上
j--; //从右向左扫描，查找第一个关键字小于pivot.key的记录R[j]
if(i <j) //若找到的R[j].key < pivot.key，则
R[i++]=R[j]; //交换R[i]和R[j]，交换后i指针加1
while(i <j &&R[i].key <=pivot.key) //基准记录pivot相当与在位置j上
i++; //从左向右扫描，查找第一个关键字小于pivot.key的记录R[i]
if(i <j) //若找到的R[i].key > pivot.key，则
R[j--]=R[i]; //交换R[i]和R[j]，交换后j指针减1
}
R[i]=pivot; //此时，i=j，基准记录已被最后定位
return i; //返回基准记录的位置
}
//2.=====快速排序===========
void QuickSort(SeqList R,int low,int high) { //R[low..high]快速排序
int pivotpos; //划分后基准记录的位置
if(low <high) { //仅当区间长度大于1时才排序
pivotpos=Partition(R,low,high); //对R[low..high]做一次划分，得到基准记录的位置
QuickSort(R,low,pivotpos-1); //对左区间递归排序
QuickSort(R,pivotpos+1,high); //对右区间递归排序
}
}
//======直接选择排序========
void SelectSort(SeqList R) {
int i,j,k;
for(i=1;i <n;i++){ //做第i趟排序（1≤i≤n-1）
k=i;
for(j=i+1;j <=n;j++) //在当前无序区R[i¨n]中选key最小的记录R[k]
if(R[j].key <R[k].key)
k=j; //k记下目前找到的最小关键字所在的位置
if(k!=i) { //交换R[i]和R[k]
R[0]=R[i];R[i]=R[k];R[k]=R[0];
} //endif
} //endfor
}
//======堆排序========
//==========大根堆调整函数=======
void Heapify(SeqList R,int low,int high) {
// 将R[low..high]调整为大根堆，除R[low]外，其余结点均满足堆性质
int large; //large指向调整结点的左、右孩子结点中关键字较大者
RecType temp=R[low]; //暂存调整结点
for(large=2*low; large <=high;large*=2){ //R[low]是当前调整结点
//若large> high,则表示R[low]是叶子，调整结束；否则先令large指向R[low]的左孩子
if(large <high && R[large].key <R[large+1].key)
large++; //若R[low]的右孩子存在且关键字大于左兄弟，则令large指向它
//现在R[large]是调整结点R[low]的左右孩子结点中关键字较大者
if(temp.key> =R[large].key) //temp始终对应R[low]
break; //当前调整结点不小于其孩子结点的关键字，结束调整
R[low]=R[large]; //相当于交换了R[low]和R[large]
low=large; //令low指向新的调整结点，相当于temp已筛下到large的位置
}
R[low]=temp; //将被调整结点放入最终位置上
}
//==========构造大根堆==========
void BuildHeap(SeqList R) { //将初始文件R[1..n]构造为堆
int i;
for(i=n/2;i> 0;i--)
Heapify(R,i,n); //将R[i..n]调整为大根堆
}
//==========堆排序===========
void HeapSort(SeqList R) { //对R[1..n]进行堆排序，不妨用R[0]做暂存单元
int i;
BuildHeap(R); //将R[1..n]构造为初始大根堆
for(i=n;i> 1;i--){ //对当前无序区R[1..i]进行堆排序，共做n-1趟。
R[0]=R[1]; R[1]=R[i];R[i]=R[0]; //将堆顶和堆中最后一个记录交换
Heapify(R,1,i-1); //将R[1..i-1]重新调整为堆，仅有R[1]可能违反堆性质。
}
}
//==========二路归并排序===========
//===将两个有序的子序列R[low..m]和R[m+1..high]归并成有序的序列R[low..high]===
void Merge(SeqList R,int low,int m,int high) {
int i=low,j=m+1,p=0; //置初始值
RecType *R1; //R1为局部量
R1=(RecType *)malloc((high-low+1)*sizeof(RecType)); //申请空间
while(i <=m && j <=high) //两个子序列非空时取其小者输出到R1[p]上
R1[p++]=(R[i].key <=R[j].key)? R[i++]:R[j++];
while(i <=m) //若第一个子序列非空，则复制剩余记录到R1
R1[p++]=R[i++];
while(j <=high) //若第二个子序列非空，则复制剩余记录到R1中
R1[p++]=R[j++];
for(p=0,i=low;i <=high;p++,i++)
R[i]=R1[p]; //归并完成后将结果复制回R[low..high]
}
//=========对R[1..n]做一趟归并排序========
void MergePass(SeqList R,int length) {
int i;
for(i=1;i+2*length-1 <=n;i=i+2*length)
Merge(R,i,i+length-1,i+2*length-1); //归并长度为length的两个相邻的子序列
if(i+length-1 <n) //尚有一个子序列，其中后一个长度小于length
Merge(R,i,i+length-1,n); //归并最后两个子序列
//注意：若i≤n且i+length-1≥n时，则剩余一个子序列轮空，无须归并
}
//========== 自底向上对R[1..n]做二路归并排序===============
void MergeSort(SeqList R) {
int length;
for(length=1;length <n;length*=2) //做[lgn]趟排序
MergePass(R,length); //有序长度≥n时终止
}
//==========输入顺序表========
void input_int(SeqList R) {
int i;
printf( "Please input num(int): ");
scanf( "%d ",&n);
printf( "Plase input %d integer: ",n);
for(i=1;i <=n;i++)
scanf( "%d ",&R[i].key);
}
//==========输出顺序表========
void output_int(SeqList R) {
int i;
for(i=1;i <=n;i++)
printf( "%4d ",R[i].key);
}
//==========主函数======
void main() {
int i;
SeqList R;
input_int(R);
printf( "\t******** Select **********\n ");
printf( "\t1: Insert Sort\n ");
printf( "\t2: Bubble Sort\n ");
printf( "\t3: Quick Sort\n ");
printf( "\t4: Straight Selection Sort\n ");
printf( "\t5: Heap Sort\n ");
printf( "\t6: Merge Sort\n ");
printf( "\t7: Exit\n ");
printf( "\t***************************\n ");
scanf( "%d ",&i); //输入整数1-7，选择排序方式
switch (i){
case 1: InsertSort(R);
break; //值为1，直接插入排序
case 2: BubbleSort(R);
break; //值为2，冒泡法排序
case 3: QuickSort(R,1,n);
break; //值为3，快速排序
case 4: SelectSort(R);
break; //值为4，直接选择排序
case 5: HeapSort(R);
break; //值为5，堆排序
case 6: MergeSort(R);
break; //值为6，归并排序
case 7: exit(0); //值为7，结束程序
}
printf( "Sort reult: ");
output_int(R);
}
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