C# 十大排序算法

以下是常见的十大排序算法（按照学习和实现的顺序排列）：

1. 冒泡排序（Bubble Sort）
2. 选择排序（Selection Sort）
3. 插入排序（Insertion Sort）
4. 希尔排序（Shell Sort）
5. 归并排序（Merge Sort）
6. 快速排序（Quick Sort）
7. 堆排序（Heap Sort）
8. 计数排序（Counting Sort）
9. 桶排序（Bucket Sort）
10. 基数排序（Radix Sort）

这些排序算法具有不同的时间复杂度、空间复杂度和稳定性，适用于不同的排序场景。每种算法都有其独特的思想和实现方式，您可以根据具体的需求选择适合的排序算法。

C#实现的十大排序算法的示例代码如下：

1、冒泡排序（Bubble Sort）:
class BubbleSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int n = arr.Length;
        for (int i = 0; i < n - 1; i++)
        {
            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++)
            {
                if (arr[j] > arr[j + 1])
                {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
}
2、选择排序（Selection Sort）:
class SelectionSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int n = arr.Length;

for (int i = 0; i < n - 1; i++)
        {
            int minIndex = i;
            for (int j = i + 1; j < n; j++)
            {
                if (arr[j] < arr[minIndex])
                {
                    minIndex = j;
                }
            }

int temp = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = arr[i];
            arr[i] = temp;
        }
    }
}
3、插入排序（Insertion Sort）:
class InsertionSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int n = arr.Length;
        for (int i = 1; i < n; ++i)
        {
            int key = arr[i];
            int j = i - 1;

while (j >= 0 && arr[j] > key)
            {
                arr[j + 1] = arr[j];
                j = j - 1;
            }

arr[j + 1] = key;
        }
    }
}
4、希尔排序（Shell Sort）:
class ShellSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int n = arr.Length;

for (int gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2)
        {
            for (int i = gap; i < n; i++)
            {
                int temp = arr[i];
                int j;
                for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap)
                {
                    arr[j] = arr[j - gap];
                }
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }
}
5、归并排序（Merge Sort）:
class MergeSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        if (arr.Length <= 1)
            return;

int mid = arr.Length / 2;
        int[] leftArr = new int[mid];
        int[] rightArr = new int[arr.Length - mid];

for (int i = 0; i < mid; i++)
        {
            leftArr[i] = arr[i];
        }

for (int i = mid; i < arr.Length; i++)
        {
            rightArr[i - mid] = arr[i];
        }

Sort(leftArr);
        Sort(rightArr);
        Merge(leftArr, rightArr, arr);
    }

private static void Merge(int[] leftArr, int[] rightArr, int[] arr)
    {
        int leftIndex = 0;
        int rightIndex = 0;
        int current = 0;

while (leftIndex < leftArr.Length && rightIndex < rightArr.Length)
        {
            if (leftArr[leftIndex] <= rightArr[rightIndex])
            {
                arr[current] = leftArr[leftIndex];
                leftIndex++;
            }
            else
            {
                arr[current] = rightArr[rightIndex];
                rightIndex++;
            }
            current++;
        }

while (leftIndex < leftArr.Length)
        {
            arr[current] = leftArr[leftIndex];
            leftIndex++;
            current++;
        }

while (rightIndex < rightArr.Length)
        {
            arr[current] = rightArr[rightIndex];
            rightIndex++;
            current++;
        }
    }
}
6、快速排序（Quick Sort）:
class QuickSort
{
    public static void Sort(int[] arr, int low, int high)
    {
        if (low < high)
        {
            int pivotIndex = Partition(arr, low, high);
            Sort(arr, low, pivotIndex - 1);
            Sort(arr, pivotIndex + 1, high);
        }
    }

private static int Partition(int[] arr, int low, int high)
    {
        int pivot = arr[high];
        int i = low - 1;

for (int j = low; j < high; j++)
        {
            if (arr[j] < pivot)
            {
                i++;
                Swap(arr, i, j);
            }
        }

Swap(arr, i + 1, high);
        return i + 1;
    }

private static void Swap(int[] arr, int i, int j)
    {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}
7、堆排序（Heap Sort）:
class HeapSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int n = arr.Length;

for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
        {
            Heapify(arr, n, i);
        }

for (int i = n - 1; i > 0; i--)
        {
            Swap(arr, 0, i);
            Heapify(arr, i, 0);
        }
    }

private static void Heapify(int[] arr, int n, int i)
    {
        int largest = i;
        int left = 2 * i + 1;
        int right = 2 * i + 2;

if (left < n && arr[left] > arr[largest])
        {
            largest = left;
        }

if (right < n && arr[right] > arr[largest])
        {
            largest = right;
        }

if (largest != i)
        {
            Swap(arr, i, largest);
            Heapify(arr, n, largest);
        }
    }

private static void Swap(int[] arr, int i, int j)
    {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}
8、计数排序（Counting Sort）:
class CountingSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int n = arr.Length;
        int[] output = new int[n];

int max = arr[0];
        for (int i = 1; i < n; i++)
        {
            if (arr[i] > max)
            {
                max = arr[i];
            }
        }

int[] count = new int[max + 1];

for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            count[arr[i]]++;
        }

for (int i = 1; i <= max; i++)
        {
            count[i] += count[i - 1];
        }

for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
        {
            output[count[arr[i]] - 1] = arr[i];
            count[arr[i]]--;
        }

for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            arr[i] = output[i];
        }
    }
}

9、桶排序（Bucket Sort）：
using System;
using System.Collections.Generic;

class BucketSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int minValue = arr[0];
        int maxValue = arr[0];

for (int i = 1; i < arr.Length; i++)
        {
            if (arr[i] < minValue)
                minValue = arr[i];
            else if (arr[i] > maxValue)
                maxValue = arr[i];
        }

int bucketSize = maxValue - minValue + 1;
        List<int>[] buckets = new List<int>[bucketSize];

for (int i = 0; i < bucketSize; i++)
            buckets[i] = new List<int>();

for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
            buckets[arr[i] - minValue].Add(arr[i]);

int index = 0;
        for (int i = 0; i < bucketSize; i++)
        {
            int[] temp = buckets[i].ToArray();
            if (temp.Length > 0)
            {
                Array.Sort(temp);
                for (int j = 0; j < temp.Length; j++)
                {
                    arr[index] = temp[j];
                    index++;
                }
            }
        }
    }

static void Main(string[] args)
    {
        int[] arr = { 4, 2, 7, 1, 9, 5, 3, 6, 8 };
        Console.WriteLine("Before sorting:");
        foreach (int element in arr)
            Console.Write(element + " ");

Sort(arr);
        
        Console.WriteLine("\n\nAfter sorting:");
        foreach (int element in arr)
            Console.Write(element + " ");
        
        Console.ReadLine();
    }
}
10、基数排序（Radix Sort）：
using System;

class RadixSort
{
    public static void Sort(int[] arr)
    {
        int max = FindMax(arr);

for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10)
            CountSort(arr, exp);
    }

public static void CountSort(int[] arr, int exp)
    {
        int n = arr.Length;
        int[] output = new int[n];
        int[] count = new int[10];

for (int i = 0; i < 10; i++)
            count[i] = 0;

for (int i = 0; i < n; i++)
            count[(arr[i] / exp) % 10]++;

for (int i = 1; i < 10; i++)
            count[i] += count[i - 1];

for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
        {
            output[count[(arr[i] / exp) % 10] - 1] = arr[i];
            count[(arr[i] / exp) % 10]--;
        }

for (int i = 0; i < n; i++)
            arr[i] = output[i];
    }

public static int FindMax(int[] arr)
    {
        int max = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.Length; i++)
        {
            if (arr[i] > max)
                max = arr[i];
        }
        return max;
    }

static void Main(string[] args)
    {
        int[] arr = { 170, 45, 75, 90, 802, 24, 2, 66 };
        Console.WriteLine("Before sorting:");
        foreach (int element in arr)
            Console.Write(element + " ");

Sort(arr);

Console.WriteLine("\n\nAfter sorting:");
        foreach (int element in arr)
            Console.Write(element + " ");

Console.ReadLine();
    }
}

以上代码分别实现了10大算法。请注意，如果需要对其他类型的数据进行排序，需要进行相应的修改。