数据结构和算法对一个程序来说是至关重要的，现在介绍一下几种算法，在项目中较为常用的算法有：冒泡排序，简单选择排序，直接插入排序，希尔排序，堆排序，归并排序，快速排序等7中算法。
现在介绍选择排序算法，希尔排序算法，快速排序算法。
(1).选择排序算法：通过n-i次关键字间的比较，从n-i+1个记录中选择出关键字最小的记录，并和第i(1大于等于i小于等于n)个记录交换。
(2).希尔排序：先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把文件的全部记录分组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序；然后，取第二个增量d2(3).快速排序算法：通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序的目的。
以上是对算法定义的简单说明，接下来看看算法的具体实现：
1.排序算法类型的接口：
/// /// 排序算法类型的接口 /// internal interface ISortAlgorithm { /// /// 按指定的方向对指定的列表进行排序。 /// /// 要排序的元素的类型 /// 要排序的列表 /// 排序方向 /// 开始索引 /// 结束开始索引 /// 比较功能。 void Sort(IList toSort, SortDirection direction, int startIndex, int endIndex, Comparison compareFunc); }
2.排序算法工厂类：
/// ///排序算法工厂类 /// internal static class SortAlgorithmFactory { /// /// 创建排序算法实现。 /// /// 算法 /// internal static ISortAlgorithm CreateSortAlgorithmImplementation(SortAlgorithm algorithm) { ISortAlgorithm toReturn = null; switch (algorithm) { case SortAlgorithm.SelectionSort: toReturn = new SelectionSorter(); break; case SortAlgorithm.ShellSort: toReturn = new ShellSorter(); break; case SortAlgorithm.QuickSort: toReturn = new QuickSorter(); break; } return toReturn; } }
3.快速排序算法 ：
/// /// 快速排序算法 /// internal class QuickSorter : ISortAlgorithm { /// /// 按指定的方向对指定的列表进行排序。 /// /// 要排序的元素的类型 /// 要排序的列表。 /// 在侵权行为中排序元素的方向。 /// 开始索引。 /// 结束索引。 /// 比较功能。 void ISortAlgorithm.Sort(IList toSort, SortDirection direction, int startIndex, int endIndex, Comparison compareFunc) { Func valueComparerTest; switch (direction) { case SortDirection.Ascending: valueComparerTest = (a, b) => (compareFunc(a, b) < 0); break; case SortDirection.Descending: valueComparerTest = (a, b) => (compareFunc(a, b) > 0); break; default: throw new ArgumentOutOfRangeException("direction", "Invalid direction specified, can't craete value comparer func"); } PerformSort(toSort, startIndex, endIndex, valueComparerTest); } /// /// 在列表中执行分区的排序，这个例程被递归调用。 /// /// /// 排序。 /// 左索引。 /// 正确的索引。 /// 值比较器测试。 private static void PerformSort(IList toSort, int left, int right, Func valueComparerTest) { while (true) { if (right <= left) { return; } var pivotIndex = Partition(toSort, left, right, left, valueComparerTest); PerformSort(toSort, left, pivotIndex - 1, valueComparerTest); left = pivotIndex + 1; } } /// ///分区指定的列表 /// /// /// 排序。 /// 左边。 /// 右边 /// 枢轴索引。 /// 值比较器测试。 /// 新枢纽点的索引 private static int Partition(IList toSort, int left, int right, int pivotIndex, Func valueComparerTest) { var pivotValue = toSort[pivotIndex]; toSort.SwapValues(pivotIndex, right); var storeIndex = left; for (var i = left; i < right; i++) { if (!valueComparerTest(toSort[i], pivotValue)) { continue; } toSort.SwapValues(i, storeIndex); storeIndex++; } toSort.SwapValues(storeIndex, right); return storeIndex; } }
4.希尔排序算法：
/// ///希尔排序算法 /// internal class ShellSorter : ISortAlgorithm { /// /// 按指定的方向对指定的列表进行排序。 /// /// 要排序的元素的类型 /// 要排序的列表 /// 排序方向 /// 开始索引 /// 结束开始索引 /// 比较功能。 void ISortAlgorithm.Sort(IList toSort, SortDirection direction, int startIndex, int endIndex, Comparison compareFunc) { Func valueComparerTest; switch (direction) { case SortDirection.Ascending: valueComparerTest = (a, b) => (compareFunc(a, b) > 0); break; case SortDirection.Descending: valueComparerTest = (a, b) => (compareFunc(a, b) < 0); break; default: throw new ArgumentOutOfRangeException("direction", "Invalid direction specified, can't craete value comparer func"); } int[] increments = { 1391376, 463792, 198768, 86961, 33936, 13776, 4592, 1968, 861, 336, 112, 48, 21, 7, 3, 1 }; for (var incrementIndex = 0; incrementIndex < increments.Length; incrementIndex++) { for (int intervalIndex = increments[incrementIndex], i = startIndex + intervalIndex; i <= endIndex; i++) { var currentValue = toSort[i]; var j = i; while ((j >= intervalIndex) && valueComparerTest(toSort[j - intervalIndex], currentValue)) { toSort[j] = toSort[j - intervalIndex]; j -= intervalIndex; } toSort[j] = currentValue; } } } }
5.选择排序算法：
/// /// 选择排序算法 /// internal class SelectionSorter : ISortAlgorithm { /// /// 按指定的方向对指定的列表进行排序。 /// /// 要排序的元素的类型 /// 要排序的列表。 /// 在侵权行为中排序元素的方向。 /// 开始索引。 /// 结束索引。 /// 比较功能。 void ISortAlgorithm.Sort(IList toSort, SortDirection direction, int startIndex, int endIndex, Comparison compareFunc) { Func valueComparerTest; switch (direction) { case SortDirection.Ascending: valueComparerTest = (a, b) => (compareFunc(a, b) > 0); break; case SortDirection.Descending: valueComparerTest = (a, b) => (compareFunc(a, b) < 0); break; default: throw new ArgumentOutOfRangeException("direction", "指定的方向无效，无法创建值比较器函数"); } for (var i = startIndex; i < endIndex; i++) { var indexValueToSwap = i; for (var j = i + 1; j <= endIndex; j++) { if (valueComparerTest(toSort[indexValueToSwap], toSort[j])) { indexValueToSwap = j; } } toSort.SwapValues(i, indexValueToSwap); } } }
以上的算法实现中，采用了简单工厂模式，实现算法的松耦合。
简单工厂模式是由一个工厂对象决定创建出哪一种产品类的实例。是通过专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。简单工厂模式包含必要的判断逻辑，能够根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。
简单工厂的UML图如下：
如果需要增加新的算法，在添加完新的算法实现类后，可直接在工厂方法中添加case分支，无需在客户端更改类，只需要在子类中选择实现类即可。
