void bubble_sort(int arr[],size_t len){
 size_t i,j;
 for(i=0;i<len;i++){ 
 bool hasSwap = false; //優(yōu)化，判斷數(shù)組是否已經(jīng)有序，如果有序可以提前退出循環(huán)
 for(j=1;j<len-i;j++){ //這里j<len-i是因?yàn)樽詈竺娴目隙ǘ际亲畲蟮?，不需要多進(jìn)行比較
 if(arr[j-1]>arr[j]){ //如果前一個(gè)比后一個(gè)大
 swap(&arr[j-1],&arr[j]); //交換兩個(gè)數(shù)據(jù)
 hasSwap = true;
 } 
 }
 if(!hasSwap){
 break; 
 }
 }
}

void insert_sort(int arr[],int len){
 int i,j;
 for(i=1;i<len;i++){
 int key = arr[i]; //記錄當(dāng)前需要插入的數(shù)據(jù)
 for(j= i-1;i>=0&&arr[j]>key;j--){ //找到插入的位置
 arr[j+1] = arr[j]; //把需要插入的元素后面的元素往后移
 }
 arr[j+1] = key; //插入該元素
 }
}

void half_insert_sort(int arr[],int len){
 int i,j;
 for(i=1;i<len;i++){
 int key = arr[i];
 int left = 0;
 int right = i-1;
 while(left<=right){ //半分查找找到插入的位置
 int mid = (left+right)/2;
 if(key<arr[mid]){
 right = mid-1; 
 }else{
 left = mid+1; 
 } 
 }
 for(j=i-1;j>=left;j--){ //把后面的元素往后移
 arr[j+1]=arr[j]; 
 }
 arr[j+1] = key; //插入元素
 }
}

void shell_sort(int arr[],int len){ //本質(zhì)上也是一種插入排序，避免了大量數(shù)據(jù)的移動(dòng)，在每一組排序過(guò)后，每個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)到了大致的位置。
 int i,j;
 int step=0;
 for(step = len/2;step>=1;step=step/2){ //分組 分為step組,對(duì)每組的元素進(jìn)行插入排序
 for(i=step;i<len;i++){
 int key = arr[i];
 for(j=i-step;j>=0&&arr[j]>key;j=j-step){
 arr[j+step] = arr[j]; 
 } 
 arr[j+step] = key;
 }
 }
}

void select_sort(int arr[],size_t len){
 size_t i,j;
 for(i=0;i<len-1;i++){
 int max = 0; //最大值下標(biāo)
 for(j=1;j<len-i;j++){
 if(arr[max]<arr[j]){ //找到最大值的下標(biāo)
 max = j; 
 } 
 }
 if(max!=j-1){ 
 swap(&arr[max],&arr[j-1]); //把最后一個(gè)元素和最大值進(jìn)行交換
 }
 }
}

void cocktail_sort(int arr[],size_t len){
 size_t i,j;
 for(i=0;i<len/2;i++){
 int max = i; //最大值下標(biāo)
 int min = i; //最小值下標(biāo)
 for(j=i+1;j<len-i;j++){
 if(arr[max]<arr[j]){ //找到最大值下標(biāo)
 max = j; 
 } 
 if(arr[min]>arr[j]){ //找到最小值下標(biāo)
 min = j; 
 }
 }
 if(max!=j-1){
 swap(&arr[max],&arr[j-1]); //交換最大值和未進(jìn)行排序的最后一個(gè)元素
 }
 if(min == j-1){ //如果最小值在未進(jìn)行排序的最后一個(gè)位置，那么經(jīng)過(guò)最大值的交換，已經(jīng)交換到了最大值所在的位置
 min = max; //把最小值的坐標(biāo)進(jìn)行改變
 }
 if(min!=i){
 swap(&arr[i],&arr[min]); //交換最小值和未進(jìn)行排序的最前的元素
 }
 }
}

void re_heap(int arr[],size_t index,size_t len){
 size_t child = 2*index+1; //左節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)
 int key = arr[index]; //當(dāng)前節(jié)點(diǎn)值
 while(child<len){
 if(child+1<len&&arr[child]<arr[child+1]){ //如果右節(jié)點(diǎn)存在且右節(jié)點(diǎn)的值比左節(jié)點(diǎn)大，那就child記錄較大字節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)
 child++; 
 } 
 if(arr[child]>key){ //如果子節(jié)點(diǎn)的值比根節(jié)點(diǎn)的值大
 arr[index] = arr[child]; //改變根節(jié)點(diǎn)的值
 }else{
 break; 
 }
 index = child;
 child = 2*index+1;
 }
 arr[index] = key; //插入記錄好的值
}
void heap_sort(int arr[],size_t len){
 int i;
 for(i=len/2;i>=0;i--){
 re_heap(arr,i,len); //對(duì)第i個(gè)根節(jié)點(diǎn)進(jìn)行大堆化
 }
 for(i=len-1;i>0;i--){
 swap(&arr[0],&arr[i]); //交換第一個(gè)和最后一個(gè)元素
 re_heap(arr,0,i); //對(duì)第一個(gè)元素進(jìn)行大堆化
 }
}

void quick_sort(int arr[],size_t left,size_t right){
 if(left>=right){ //如果只有一個(gè)元素，那就是有序的，返回
 return; 
 }
 int i = left;
 int j = right;
 int key = arr[left]; //基準(zhǔn)值
 while(i<j){ //找到基準(zhǔn)值的位置，使得基準(zhǔn)值右邊的元素都比基準(zhǔn)值大，左邊的元素都比基準(zhǔn)值小
 while(i<j&&arr[j]>=key){ //從右邊找一個(gè)比基準(zhǔn)值小的數(shù)，
 --j;
 }
 arr[i] = arr[j];//把這個(gè)值放到基準(zhǔn)值的位置處
 while(i<j&&arr[i]<=key){ //從左邊找一個(gè)比基準(zhǔn)值大的數(shù)
 ++i; 
 }
 arr[j] = arr[i]; //把這個(gè)元素放到j(luò)的位置
 }
 arr[i] = key;
 if(i-left>1) //元素個(gè)數(shù)至少兩個(gè)才進(jìn)行遞歸調(diào)用，這樣可以少一次遞歸
 quick_sort(arr,left,i-1); //對(duì)基準(zhǔn)值左邊的元素進(jìn)行排序
 if(right-i>1)
 quick_sort(arr,i+1,right); //對(duì)基準(zhǔn)值右邊的元素進(jìn)行排序
}

void merge(int arr[],int left,int right){
 int i,j,k;
 int mid = (left+right)/2;
 int len = mid-left+1;
 int *temp = malloc(sizeof(arr[0])*len);
 for(i=0;i<len;i++){
 temp[i] = arr[i+left]; //把這個(gè)數(shù)組的所有元素都復(fù)制到臨時(shí)數(shù)組中
 }
 i=0,j=mid+1,k=left;
 while(i<len&&j<=right){
 if(temp[i]<arr[j]){ //把臨時(shí)數(shù)組的元素和 [mid+1,right]這部分的元素一個(gè)一個(gè)的進(jìn)行比較，如果誰(shuí)小，那么arr里就存放誰(shuí)的元素
 arr[k++] = temp[i++]; 
 }else{
 arr[k++] = arr[j++]; 
 }
 }
 while(i<len){ //如果temp這個(gè)數(shù)組的元素還沒(méi)有全部遍歷完，那就把temp后面的元素都復(fù)制到arr里面去，
 //因?yàn)閍rr[mid+1,right] 這部分的元素本來(lái)就是arr后面部分的有序的元素，所以如果arr[mid+1,right]這部分沒(méi)有遍歷完也沒(méi)關(guān)系的，
 arr[k++] = temp[i++]; 
 }
 free(temp);
}
void merge_sort(int arr[],int left,int right){
 if(left>=right){ //如果只有一個(gè)元素說(shuō)明這個(gè)序列有序，那就返回
 return; 
 } 
 int mid = (left+right)/2; //對(duì)兩個(gè)有序的數(shù)組進(jìn)行排序，
 merge_sort(arr,left,mid); //對(duì)[left,mid]這個(gè)區(qū)間的元素進(jìn)行排序
 merge_sort(arr,mid+1,right); //對(duì)[mid+1,right]這個(gè)區(qū)間內(nèi)的元素進(jìn)行排序
 merge(arr,left,right); //這個(gè)序列的[left,mid]為有序的序列 [mid+1,right]也為有序的序列
}

void count_sort(int arr[],size_t len){
 int max = arr[0]; //最大值
 int min = arr[0]; //最小值
 size_t i;
 for(i=0;i<len;i++){
 if(max<arr[i]){ //找到最大值
 max =arr[i]; 
 }
 if(min > arr[i]){ //找到最小值
 min = arr[i]; 
 }
 }
 int cnt = max-min+1; //范圍
 int *prr = malloc(cnt*sizeof(int)); //申請(qǐng)臨時(shí)空間
 for(i=0;i<cnt;i++){ //這個(gè)臨時(shí)數(shù)組全部置0
 prr[i] = 0; 
 }
 for(i=0;i<len;i++){ //對(duì)需要進(jìn)行排序的序列進(jìn)行遍歷
 prr[arr[i]-min]++; //讓下標(biāo)為(arr[i]-min)的臨時(shí)大數(shù)組的值+1
 }
 size_t j=0;
 for(i=0;i<cnt;i++){ //遍歷這個(gè)臨時(shí)數(shù)組
 while(prr[i]){ //如果這個(gè)數(shù)組下標(biāo)為i的值不等于0
 arr[j++] = i+min; //那就讓需要進(jìn)行排序的數(shù)組的值為i+min;
 --prr[i];
 } 
 }
 free(prr); //釋放掉申請(qǐng)的動(dòng)態(tài)內(nèi)存
}

typedef struct Bucket{
 int vect[100]; //其實(shí)這里使用鏈表更好，但是我比較懶，就懶得用鏈表了
 int cnt; //當(dāng)前桶內(nèi)存放數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)
}

void bucket_sort(int arr[],size_t len){
 int min = arr[0];
 int max = arr[0];
 size_t i;
 for(i=0;i<len;i++){
 if(min>arr[i]){ //找到最小值
 min = arr[i]; 
 }
 if(max<arr[i]){ //找到最大值
 max = arr[i]; 
 }
 }
 int size = max-min+1;
 Bucket bucket[5] = {}; //其實(shí)桶可以動(dòng)態(tài)規(guī)劃，但為了方便我這里直接分為5個(gè)桶
 for(i=0;i<len;i++){ //遍歷待排序的數(shù)組，把每個(gè)元素放到相應(yīng)的桶當(dāng)中，
 //比如[0,200]之間的元素放到下標(biāo)為0的桶中，[201,400]之間的元素放到下標(biāo)為1的桶中..
 //以此類(lèi)推，直到放完所有的數(shù)據(jù)
 int index = (arr[i]-min)/(size/5); //用來(lái)判斷當(dāng)前元素arr[i]需要放到哪個(gè)桶當(dāng)中
 bucket[index].vect[bucket[index].cnt++] = arr[i];
 }
 size_t j=0,k=0;
 for(i=0;i<5;i++){ //對(duì)這五個(gè)桶進(jìn)行遍歷
 count_sort(bucket[i].vect,bucket[i].cnt); //首先對(duì)這個(gè)桶內(nèi)的元素進(jìn)行排序，
 //這里可以調(diào)用其他排序方法，也可以遞歸調(diào)用當(dāng)前排序方法，但是為了節(jié)省內(nèi)存，我選擇調(diào)用其他排序方法，
 for(j=0;j<bucket[i].cnt;j++){
 arr[k++] = bucket[i].vect[j]; //對(duì)排序好的桶進(jìn)行遍歷，并且把里面的元素復(fù)制到arr中去 
 }
 }
}

typedef struct Bucket{
 int vect[100]; //同樣的可以用鏈表
 int cnt;
}Bucket;

void base_sort(int arr[],size_t len){
 size_t i;
 Bucket bucket[10] = {}; //十個(gè)桶
 int max = arr[0];
 for(i=0;i<len;i++){ //尋找最大值，就可以判斷最大值的位數(shù)
 if(arr[i]>max){
 max = arr[i]; 
 } 
 }
 size_t j,k;
 int num = 1; //用來(lái)獲得相應(yīng)位數(shù)上的數(shù)字的關(guān)鍵參數(shù)，
 //比如要獲得個(gè)位上的參數(shù)時(shí)num = 1;
 //獲得十位上的數(shù)字時(shí)num = 10;
 //以此類(lèi)推
 do{
 for(i=0;i<len;i++){ //遍歷待排序的數(shù)組，把每個(gè)元素放入相應(yīng)的桶中
 //比如251，當(dāng)獲得個(gè)位上的數(shù)字時(shí)，251放到下標(biāo)為1的桶當(dāng)中
 //當(dāng)獲得十位上的數(shù)字時(shí),251放到下標(biāo)為5的桶當(dāng)中
 //當(dāng)獲得百位上的數(shù)字時(shí),251放到下標(biāo)為2的桶當(dāng)中
 //當(dāng)獲得千位上的數(shù)字時(shí),251放到下標(biāo)為0的桶當(dāng)中
 //以此類(lèi)推
 int index = arr[i]/num%10; //獲得相應(yīng)位數(shù)上的數(shù)字
 bucket[index].vect[bucket[index].cnt++] = arr[i]; //把這個(gè)數(shù)字放到相應(yīng)的桶中
 }
 k=0;
 for(i=0;i<10;i++){
 for(j=0;j<bucket[i].cnt;j++){
 arr[k++] = bucket[i].vect[j]; //把這些桶按順序依次遍歷，
 //把桶中的元素重新放回arr當(dāng)中
 } 
 bucket[i].cnt = 0; //記得讓桶中的cnt變?yōu)?,方便下一次存放
 }
 num*=10; //num*10
 }while(max/=10);//循環(huán)條件
}