C#经典十大排序算法（完结）

C#冒泡排序算法

简介

冒泡排序算法是一种基础的排序算法，它的实现原理比较简单。核心思想是通过相邻元素的比较和交换来将最大（或最小）的元素逐步"冒泡"到数列的末尾。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/z_LPZ6QUFNJcwaEw_H5qbQ

代码实现

        /// <summary>/// 递归方式实现冒泡排序/// </summary>/// <param name="arr">arr</param>/// <param name="arrLength">arrLength</param>public static void RecursiveBubbleSort(int[] arr, int arrLength){if (arrLength == 1)return;for (int i = 0; i < arrLength - 1; i++){if (arr[i] > arr[i + 1]){//交换arr[i]和arr[i+1]的值int temp = arr[i];arr[i] = arr[i + 1];arr[i + 1] = temp;}}RecursiveBubbleSort(arr, arrLength - 1);}public static void RecursiveBubbleSortRun(){int[] arr = { 1, 8, 9, 5, 6, 2, 3, 4, 7 };int arrLength = arr.Length;RecursiveBubbleSort(arr, arrLength);Console.WriteLine("排序后结果：" + string.Join(", ", arr));}

C#选择排序算法

简介

选择排序算法的基本思想是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/B1QdqyP8HQgOv8tlSujtog

代码实现

        /// <summary>/// 选择排序算法/// </summary>public static void SelectionSortAlgorithmMain(){int[] array = { 64, 25, 12, 22, 11, 99, 3, 100 };Console.WriteLine("原始数组: ");PrintArray(array);SelectionSortAlgorithm(array);Console.WriteLine("排序后的数组: ");PrintArray(array);}static void SelectionSortAlgorithm(int[] arr){int n = arr.Length;for (int i = 0; i < n - 1; i++){// 在未排序部分中找到最小元素的索引int minIndex = i;for (int j = i + 1; j < n; j++){if (arr[j] < arr[minIndex]){minIndex = j;}}// 将最小元素与未排序部分的第一个元素交换位置int temp = arr[minIndex];arr[minIndex] = arr[i];arr[i] = temp;}}static void PrintArray(int[] arr){int n = arr.Length;for (int i = 0; i < n; ++i){Console.Write(arr[i] + " ");}Console.WriteLine();}

C#插入排序算法

简介

插入排序算法是一种简单、直观的排序算法，其原理是将一个待排序的元素逐个地插入到已经排好序的部分中。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/YEregZ_GOGgEltGUJadycw

代码实现

 public static void InsertionSort(int[] array){int arrayLength = array.Length;//数组长度（时间复杂度为O(n^2)）for (int i = 1; i < arrayLength; ++i){//定义临时变量int temp = array[i];int j = i - 1;while (j >= 0 && array[j] > temp){array[j + 1] = array[j];j--;}array[j + 1] = temp;}}public static void InsertionSortRun(){int[] array = { 26, 15, 5, 3, 38, 36, 44, 27, 47, 2, 46, 4, 50, 19, 48 };Console.WriteLine("排序前:" + string.Join(", ", array));InsertionSort(array);Console.WriteLine("排序后:" + string.Join(", ", array));}

C#希尔排序算法

简介

希尔排序简单的来说就是一种改进的插入排序算法，它通过将待排序的元素分成若干个子序列，然后对每个子序列进行插入排序，最终逐步缩小子序列的间隔，直到整个序列变得有序。希尔排序的主要思想是通过插入排序的优势，减小逆序对的距离，从而提高排序效率。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/_t9QVuj_rLcNomyv7LcGMA

代码实现

public static void ShellSort(int[] array){int arrLength = array.Length;// 初始化增量（初始间隔）为数组长度的一半int gap = arrLength / 2;// 不断缩小增量，直到增量为1while (gap > 0){// 对每个子序列进行插入排序for (int i = gap; i < arrLength; i++){int temp = array[i];int j = i;// 在子序列内部进行插入排序while (j >= gap && array[j - gap] > temp){array[j] = array[j - gap];j -= gap;}array[j] = temp;}// 缩小增量gap /= 2;}}public static void ShellSortRun(){int[] array = { 19, 20, 22, 32, 34, 50, 99, 49, 1, 11, 11, 55, 35, 93, 96, 71, 70, 38, 78, 48 };Console.WriteLine("排序前数组：" + string.Join(", ", array));ShellSort(array);Console.WriteLine("排序后数组：" + string.Join(", ", array));}

C#归并排序算法

简介

归并排序是一种常见的排序算法，它采用分治法的思想，在排序过程中不断将待排序序列分割成更小的子序列，直到每个子序列中只剩下一个元素，然后将这些子序列两两合并排序，最终得到一个有序的序列。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/ToURWBfVIl7087Ago8fGdQ

代码实现

  public static void MergeSort(int[] arr, int left, int right){if (left < right){// 计算中间索引int mid = (left + right) / 2;// 对左半部分数组进行归并排序MergeSort(arr, left, mid);// 对右半部分数组进行归并排序MergeSort(arr, mid + 1, right);// 合并两个有序数组Merge(arr, left, mid, right);}}public static void Merge(int[] arr, int left, int mid, int right){int n1 = mid - left + 1; // 左半部分数组的长度int n2 = right - mid;    // 右半部分数组的长度// 创建临时数组int[] leftArr = new int[n1];int[] rightArr = new int[n2];// 将数据拷贝到临时数组for (int i = 0; i < n1; ++i){leftArr[i] = arr[left + i];}for (int j = 0; j < n2; ++j){rightArr[j] = arr[mid + 1 + j];}// 合并两个有序数组int k = left;   // 初始化合并后的数组索引int p = 0;      // 初始化左半部分数组的索引int q = 0;      // 初始化右半部分数组的索引while (p < n1 && q < n2){if (leftArr[p] <= rightArr[q]){arr[k] = leftArr[p];p++;}else{arr[k] = rightArr[q];q++;}k++;}// 复制左半部分数组的剩余元素while (p < n1){arr[k] = leftArr[p];p++;k++;}// 复制右半部分数组的剩余元素while (q < n2){arr[k] = rightArr[q];q++;k++;}}public static void MergeSortRun(){int[] array = { 19, 27, 46, 48, 50, 2, 4, 44, 47, 36, 38, 15, 26, 5, 3 };Console.WriteLine("排序前数组：" + string.Join(", ", array));MergeSort(array, 0, array.Length - 1);Console.WriteLine("排序后数组：" + string.Join(", ", array));}   

C#快速排序算法

简介

快速排序是一种常用的排序算法，它基于分治的思想，通过将一个无序的序列分割成两个子序列，并递归地对子序列进行排序，最终完成整个序列的排序。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/7vms2Q4s7DBdFs31w4cfVA

代码实现

 public class 快速排序算法{public static void Sort(int[] array, int low, int high){if (low < high){//将数组分割为两部分，并返回分割点的索引int pivotIndex = Partition(array, low, high);//递归对分割后的两部分进行排序Sort(array, low, pivotIndex - 1);Sort(array, pivotIndex + 1, high);}}private static int Partition(int[] array, int low, int high){//选择最后一个元素作为基准元素int pivot = array[high];int i = low - 1;for (int j = low; j <= high - 1; j++){//如果当前元素小于等于基准元素，则将它与i+1位置的元素交换if (array[j] <= pivot){i++;Swap(array, i, j);}}//将基准元素放置到正确的位置上Swap(array, i + 1, high);return i + 1; //返回基准元素的索引}private static void Swap(int[] array, int i, int j){int temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}public static void QuickSortRun(){int[] array = { 2, 3, 5, 38, 19, 15, 26, 27, 36, 44, 47, 46, 50, 48, 4 };Sort(array, 0, array.Length - 1);Console.WriteLine("排序后结果：" + string.Join(", ", array));}}

C#堆排序算法

简介

堆排序是一种高效的排序算法，基于二叉堆数据结构实现。它具有稳定性、时间复杂度为O(nlogn)和空间复杂度为O(1)的特点。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/zS_ESKzlg05ICqFPIaePkg

代码实现

 public static void HeapSort(int[] array){int arrayLength = array.Length;//构建最大堆for (int i = arrayLength / 2 - 1; i >= 0; i--)Heapify(array, arrayLength, i);//依次取出堆顶元素，并重新调整堆for (int i = arrayLength - 1; i >= 0; i--){//将堆顶元素与当前最后一个元素交换int temp = array[0];array[0] = array[i];array[i] = temp;//重新调整堆Heapify(array, i, 0);}}private static void Heapify(int[] arr, int n, int i){int largest = i; //假设父节点最大int left = 2 * i + 1; //左子节点int right = 2 * i + 2; //右子节点//如果左子节点大于父节点，则更新最大值if (left < n && arr[left] > arr[largest])largest = left;//如果右子节点大于父节点和左子节点，则更新最大值if (right < n && arr[right] > arr[largest])largest = right;//如果最大值不是当前父节点，则交换父节点和最大值，并继续向下调整堆if (largest != i){int swap = arr[i];arr[i] = arr[largest];arr[largest] = swap;Heapify(arr, n, largest);}}public static void HeapSortRun(){int[] array = { 19, 27, 46, 48, 50, 2, 4, 44, 47, 36, 38, 15, 26, 5, 3, 99, 888, 0, -1 };Console.WriteLine("排序前数组：" + string.Join(", ", array));HeapSort(array);Console.WriteLine("排序后数组：" + string.Join(", ", array));}

C#计数排序算法

简介

计数排序是一种非比较性的排序算法，适用于排序一定范围内的整数。它的基本思想是通过统计每个元素的出现次数，然后根据元素的大小依次输出排序结果。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/PA5NNqcy3CM9PSncWCsmEg

代码实现

public static void CountingSort(int[] array){int arrayLength = array.Length;if (arrayLength <= 1) return;int min = array[0];int max = array[0];//找出最大值和最小值for (int i = 1; i < arrayLength; i++){if (array[i] < min) min = array[i];if (array[i] > max) max = array[i];}//统计每个元素出现的次数int[] count = new int[max - min + 1];//统计每个元素出现的次数for (int i = 0; i < arrayLength; i++){count[array[i] - min]++;}//根据count数组和min值确定每个元素的起始位置for (int i = 1; i < count.Length; i++){count[i] += count[i - 1];}//存储排序结果int[] temp = new int[arrayLength];//根据count数组和min值确定每个元素在temp数组中的位置for (int i = arrayLength - 1; i >= 0; i--){int index = count[array[i] - min] - 1;temp[index] = array[i];count[array[i] - min]--;}//将排序结果复制回原数组for (int i = 0; i < arrayLength; i++){array[i] = temp[i];}}public static void CountingSortRun(){int[] array = { 19, 27, 46, 48, 50, 2, 4, 44, 47, 36, 38, 15, 26, 5, 3, 99, 888};Console.WriteLine("排序前数组：" + string.Join(", ", array));CountingSort(array);Console.WriteLine("排序后数组：" + string.Join(", ", array));}

C#桶排序算法

简介

桶排序是一种线性时间复杂度的排序算法，它将待排序的数据分到有限数量的桶中，每个桶再进行单独排序，最后将所有桶中的数据按顺序依次取出，即可得到排序结果。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/YzviDcm3-4E5Wf2jooylJQ

代码实现

public static void BucketSort(int[] array){int arrLength = array.Length;if (arrLength <= 1){return;}//确定桶的数量int maxValue = array[0], minValue = array[0];for (int i = 1; i < arrLength; i++){if (array[i] > maxValue)maxValue = array[i];if (array[i] < minValue)minValue = array[i];}int bucketCount = (maxValue - minValue) / arrLength + 1;//创建桶并将数据放入桶中List<List<int>> buckets = new List<List<int>>(bucketCount);for (int i = 0; i < bucketCount; i++){buckets.Add(new List<int>());}for (int i = 0; i < arrLength; i++){int bucketIndex = (array[i] - minValue) / arrLength;buckets[bucketIndex].Add(array[i]);}//对每个非空的桶进行排序int index = 0;for (int i = 0; i < bucketCount; i++){if (buckets[i].Count == 0){continue;}int[] tempArr = buckets[i].ToArray();Array.Sort(tempArr);foreach (int num in tempArr){array[index++] = num;}}}public static void BucketSortRun(){int[] array = { 19, 27, 46, 48, 50, 2, 4, 44, 47, 36, 38, 15, 26, 5, 3, 99, 888};Console.WriteLine("排序前数组：" + string.Join(", ", array));BucketSort(array);Console.WriteLine("排序后数组：" + string.Join(", ", array));}

C#基数排序算法

简介

基数排序是一种非比较性排序算法，它通过将待排序的数据拆分成多个数字位进行排序。

详细文章描述

https://mp.weixin.qq.com/s/dCG-LLim4UGD1kIY2a3hmA

代码实现

public static void RadixSort(int[] array){if (array == null || array.Length < 2){return;}//获取数组中的最大值，确定排序的位数int max = GetMaxValue(array);//进行基数排序for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10){CountingSort(array, exp);}}private static void CountingSort(int[] array, int exp){int arrayLength = array.Length;int[] output = new int[arrayLength];int[] count = new int[10];//统计每个桶中的元素个数for (int i = 0; i < arrayLength; i++){count[(array[i] / exp) % 10]++;}//计算每个桶中最后一个元素的位置for (int i = 1; i < 10; i++){count[i] += count[i - 1];}//从原数组中取出元素，放入到输出数组中for (int i = arrayLength - 1; i >= 0; i--){output[count[(array[i] / exp) % 10] - 1] = array[i];count[(array[i] / exp) % 10]--;}//将输出数组复制回原数组for (int i = 0; i < arrayLength; i++){array[i] = output[i];}}private static int GetMaxValue(int[] arr){int max = arr[0];for (int i = 1; i < arr.Length; i++){if (arr[i] > max){max = arr[i];}}return max;}public static void RadixSortRun(){int[] array = { 19, 27, 46, 48, 99, 888, 50, 2, 4, 44, 47, 36, 38, 15, 26, 5, 3 };Console.WriteLine("排序前数组：" + string.Join(", ", array));RadixSort(array);Console.WriteLine("排序后数组：" + string.Join(", ", array));}