C#七大经典排序算法系列（下）

这篇文章主要为大家详细介绍了C#七大经典排序算法系列下篇，直接插入排序，希尔排序和归并排序，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们可以参考一下

今天跟大家聊聊最后三种排序：直接插入排序，希尔排序和归并排序。

直接插入排序：

这种排序其实蛮好理解的，很现实的例子就是俺们斗地主，当我们抓到一手乱牌时，我们就要按照大小梳理扑克，30秒后，扑克梳理完毕，4条3，5条s，哇塞...... 回忆一下，俺们当时是怎么梳理的。

最左一张牌是3，第二张牌是5，第三张牌又是3，赶紧插到第一张牌后面去，第四张牌又是3，大喜，赶紧插到第二张后面去，第五张牌又是3，狂喜，哈哈，一门炮就这样产生了。

怎么样，生活中处处都是算法，早已经融入我们的生活和血液。

下面就上图说明：

看这张图不知道大家可否理解了，在插入排序中，数组会被划分为两种，“有序数组块”和“无序数组块”，对的，第一遍的时候从”无序数组块“中提取一个数20作为有序数组块。

第二遍的时候从”无序数组块“中提取一个数60有序的放到”有序数组块中“，也就是20，60。

第三遍的时候同理，不同的是发现10比有序数组的值都小，因此20，60位置后移，腾出一个位置让10插入。

然后按照这种规律就可以全部插入完毕。

 using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace InsertSort { public class Program { static void Main(string[] args) { List list = new List() { 3, 1, 2, 9, 7, 8, 6 }; Console.WriteLine("排序前：" + string.Join(",", list)); InsertSort(list); Console.WriteLine("排序后：" + string.Join(",", list)); } static void InsertSort(List list) { //无须序列 for (int i = 1; i = 0 && temp

希尔排序：

观察一下”插入排序“：其实不难发现她有个缺点：

如果当数据是”5, 4, 3, 2, 1“的时候，此时我们将“无序块”中的记录插入到“有序块”时，估计俺们要崩盘，每次插入都要移动位置，此时插入排序的效率可想而知。

shell根据这个弱点进行了算法改进，融入了一种叫做“缩小增量排序法”的思想，其实也蛮简单的，不过有点注意的就是：

增量不是乱取，而是有规律可循的。

首先要明确一下增量的取法：

第一次增量的取法为： d=count/2;

第二次增量的取法为: d=(count/2)/2;

最后一直到: d=1;

看上图观测的现象为：

d=3时：将40跟50比，因50大，不交换。

将20跟30比，因30大，不交换。

将80跟60比，因60小，交换。

d=2时：将40跟60比，不交换，拿60跟30比交换，此时交换后的30又比前面的40小，又要将40和30交换，如上图。

将20跟50比，不交换，继续将50跟80比，不交换。

d=1时：这时就是前面讲的插入排序了，不过此时的序列已经差不多有序了，所以给插入排序带来了很大的性能提高。

既然说“希尔排序”是“插入排序”的改进版，那么我们就要比一下，在1w个数字中，到底能快多少？

下面进行一下测试：

 using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading; using System.Diagnostics; namespace ShellSort { public class Program { static void Main(string[] args) { //5次比较 for (int i = 1; i <= 5; i++) { List list = new List(); //插入1w个随机数到数组中 for (int j = 0; j <10000; j++) { Thread.Sleep(1); list.Add(new Random((int)DateTime.Now.Ticks).Next(10000, 1000000)); } List list2 = new List(); list2.AddRange(list); Console.WriteLine("\n第" + i + "次比较："); Stopwatch watch = new Stopwatch(); watch.Start(); InsertSort(list); watch.Stop(); Console.WriteLine("\n插入排序耗费的时间：" + watch.ElapsedMilliseconds); Console.WriteLine("输出前十个数:" + string.Join(",", list.Take(10).ToList())); watch.Restart(); ShellSort(list2); watch.Stop(); Console.WriteLine("\n希尔排序耗费的时间：" + watch.ElapsedMilliseconds); Console.WriteLine("输出前十个数:" + string.Join(",", list2.Take(10).ToList())); } } /// /// 希尔排序 ///
 /// static void ShellSort(List list) { //取增量 int step = list.Count / 2; while (step >= 1) { //无须序列 for (int i = step; i = 0 && temp  /// 插入排序 /// /// static void InsertSort(List list) { //无须序列 for (int i = 1; i = 0 && temp

截图如下：

看的出来，希尔排序优化了不少，w级别的排序中，相差70几倍哇。

归并排序：

个人感觉，我们能容易看的懂的排序基本上都是O (n^2)，比较难看懂的基本上都是N(LogN)，所以归并排序也是比较难理解的，尤其是在代码

编写上，本人就是搞了一下午才搞出来，嘻嘻。

首先看图：

归并排序中中两件事情要做：

第一： “分”, 就是将数组尽可能的分，一直分到原子级别。

第二： “并”，将原子级别的数两两合并排序，最后产生结果。

代码：

 using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; namespace MergeSort { class Program { static void Main(string[] args) { int[] array = { 3, 2, 1, 8, 9, 0 }; MergeSort(array, new int[array.Length], 0, array.Length - 1); Console.WriteLine(string.Join(",", array)); } /// /// 数组的划分 ///
 ///待排序数组 ///临时存放数组 ///序列段的开始位置， ///序列段的结束位置 static void MergeSort(int[] array, int[] temparray, int left, int right) { if (left  /// 数组的两两合并操作 /// ///待排序数组 ///临时数组 ///第一个区间段开始位置 ///第二个区间的开始位置 ///第二个区间段结束位置 static void Merge(int[] array, int[] temparray, int left, int middle, int right) { //左指针尾 int leftEnd = middle - 1; //右指针头 int rightStart = middle; //临时数组的下标 int tempIndex = left; //数组合并后的length长度 int tempLength = right - left + 1; //先循环两个区间段都没有结束的情况 while ((left <= leftEnd) && (rightStart <= right)) { //如果发现有序列大，则将此数放入临时数组 if (array[left]

结果图：