简单排序——插入排序(C++)
一、算法讲解
插入排序对于少量元素的排序,是一个有效的算法 。
插入排序是一种简单的排序方法,它是将一个数据插入到已经排好序的有序数组,从而形成一个新的有序数组。
插入排序的工作方式像许多人排序扑克牌:
我们每次从桌子上拿走一张牌并将其插入到手中正确的位置。
为了找到它的正确位置,我们从右到左将它与手中的每张牌进行比较。
因此,手上的牌总是有序。
二、数据模拟
原本要排序的数为 5 3 4 2 9 1,从小到大排序。
3 5 4 2 9 1 // 将3放到合适的位置(5前面)
3 4 5 2 9 1 // 将4放到合适的位置(3、5中间)
2 3 4 5 9 1 // 将2放到合适的位置(最前面)
2 3 4 5 9 1 // 将9放到合适的位置(最后面)
1 2 3 4 5 9 // 将1放到合适的位置(最前面)
排序结束!!!
三、代码实现
原理已经知道了,代码实现还难吗?
#include <iostream> using namespace std; int n,a[2000]; //定义数据个数n,排序数组a int main() { cin >>n; //输入个数 for (int i=1;i<=n;i++) cin >>a[i]; //输入数据 for (int i=2;i<=n;i++) //第一个数本身只有一个元素,所有有序,因此不用参与排序 { int j,k=a[i]; //记录下当前元素 for (j=i-1;j>0;j--) { if (a[j]>k) //若前面一个数大于当前元素 a[j+1]=a[j]; //则将前面一个元素往后移动 else break; //否则:说明当前元素已经找到了合适的位置,推出循环 } a[j+1]=k; //将当前元素放入数组的合适的位置 /* 输出排序的过程 for (int j=1;j<=n;j++) cout <<a[j] <<" "; cout <<endl; */ } for (int i=1;i<=n;i++) cout <<a[i] <<" "; //输出排序好的数组 return 0; }
C++的发展
C++是一种通用的、高级的编程语言,它是C语言的扩展。C++由Bjarne Stroustrup于1983年首次引入,并在之后的几十年中不断发展壮大。C++被广泛应用于各种领域,包括系统开发、游戏开发、嵌入式系统、图形用户界面(GUI)开发等。
C++的设计目标
C++的设计目标是提供一种高效、灵活和可扩展的编程语言,同时保持与C语言的兼容性。它支持面向对象编程(OOP)和泛型编程,这使得开发人员能够以更高的抽象级别来组织和管理代码。
C++的特性
面向对象编程(OOP):C++是一种面向对象的编程语言,它支持类和对象的概念。类是一种用户定义的数据类型,它封装了数据和操作数据的方法。对象是类的实例,可以通过调用类的方法来访问和操作数据。C++的面向对象编程提供了封装、继承和多态等核心概念,使得代码更易于组织、理解和维护。
泛型编程:C++引入了模板(templates)的概念,使得开发人员可以编写通用的代码,可以在不同的数据类型上进行操作。模板允许开发人员定义泛型函数和类,这些函数和类可以根据实际使用的数据类型进行实例化。这提高了代码的灵活性和可重用性,使得开发人员可以编写更通用和高效的代码。
标准库:C++标准库是一组预定义的类和函数,提供了丰富的功能和数据结构。标准库包括容器(如向量、列表、映射等)、算法(如排序、搜索等)、输入输出(如文件操作、流操作等)等。使用标准库可以大大简化开发过程,提高开发效率。
内存管理:C++允许开发人员直接管理内存,包括动态分配和释放内存。开发人员可以使用关键字new来动态分配内存,并使用关键字delete来释放内存。然而,手动管理内存可能会导致内存泄漏和悬挂指针等问题。为了避免这些问题,C++还提供了智能指针(如shared_ptr和unique_ptr),它们可以自动管理内存的生命周期。
异常处理:C++支持异常处理机制,允许开发人员在程序执行过程中处理错误和异常情况。开发人员可以使用try、catch和throw关键字来捕获和处理异常。异常处理机制可以提高程序的健壮性和可靠性,使得开发人员能够更好地处理错误情况。
多线程支持:C++11引入了对多线程编程的支持。开发人员可以使用std::thread类和相关的同步原语(如互斥锁和条件变量)来创建和管理线程。多线程编程可以提高程序的并发性和性能,但也需要注意线程安全和同步的问题。
操作系统和硬件访问:C++允许开发人员直接访问底层操作系统和硬件。通过使用系统调用和特定的库函数,开发人员可以编写与操作系统和硬件交互的代码。这使得C++在系统开发和嵌入式系统等领域得到广泛应用。
第三方库和框架:C++有许多强大的第三方库和框架可供使用。这些库和框架提供了各种功能和工具,如图形用户界面(GUI)、网络编程、数据库访问等。使用第三方库和框架可以加快开发速度,减少重复工作。
高性能:C++是一种编译型语言,可以生成高效的机器码。它提供了对底层硬件的直接访问,使得开发人员能够编写高性能的代码。这使得C++在系统开发和游戏开发等对性能要求较高的领域得到广泛应用。
跨平台支持:C++可以在多个操作系统上运行,包括Windows、Linux、Mac等。这使得开发人员可以编写一次代码,然后在不同的平台上进行编译和运行,提高了开发效率。
C++的挑战
尽管C++具有许多优点,但也有一些挑战和注意事项。由于其复杂性和灵活性,C++的学习曲线较陡峭,需要花费一定的时间和精力来掌握。此外,由于C++允许直接管理内存,开发人员需要更加谨慎地处理内存相关的问题,以避免潜在的错误。
总的来说,C++是一种功能强大、灵活且高效的编程语言,适用于各种应用场景。它在计算机科学和软件工程领域有着广泛的应用,是一门值得学习和掌握的编程语言。它提供了丰富的特性和工具,使得开发人员能够编写高质量、可维护和高性能的代码。然而,由于其复杂性和灵活性,学习和掌握C++可能需要一定的时间和经验。
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