C语言中有哪些简单的排序算法
这篇文章主要介绍“C语言中有哪些简单的排序算法”的相关知识,小编通过实际案例向大家展示操作过程,操作方法简单快捷,实用性强,希望这篇“C语言中有哪些简单的排序算法”文章能帮助大家解决问题。
1.冒泡排序(Bubble Sort)
基本思想:
冒泡排序是一个非常好理解的排序,顾名思义——冒泡,此时将要排序的数据从上至下排列,从最上面的数(第一个数据)开始对相邻的两个数据进行比较,较小的数据往上浮,较大的数据往下沉,达到排序的效果。
(1)对每一对相邻的元素进行比较,若第一个比第二个大,则调换这两个元素的位置,依次两两比较直到数据的最后一对,此为一轮操作。
(2)重复n轮此操作(n为元素的个数),不过每轮结束后的最后一个元素不用参与下一轮的比较,因为经历一轮排序后,最后一个元素一定比前面所有的元素都要大。
(3)因此每一轮需要比较的元素都在减少,一直到没有数可比较为止。(不过为了减少比较次数,可以记录每轮是否有数据的交换,如果没有交换,表明当前数据已经按从小到大的顺序拍好了,可直接跳出循环)
代码实现:
#include<stdio.h> int main() {int n, m, i, j, temp;int arr[100]; scanf_s("%d", &n); //scnaf_s是更为安全的输入方式;n为元素的个数;for (i = 0; i < n; i++) {scanf_s("%d", &arr[i]); //输入数据;} m = n; //因为每进行一次第一轮循环,需要排序的数据都要“--”,因此定义变量m=n;for (i = 0; i < n; i++) {int exchange = 0; //记录这一轮会不会有数据的交换;for (j = 0; j < m-1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;exchange = 1;}}m--;if (!exchange) //若没有数据的交换,则数据已经排列完毕,跳出循环;break;}for (i = 0; i < n; i++) {printf("%d ", arr[i]); //输出} return 0; }
2.快速排序(Quick Sort)
快速排序是这五类中平均性能最优的排序算法,其中运用了分治的思想,并且调用了递归函数,因此也是这五类中最难的一个。
基本思想:
快速排序的重点在于找一个基准值,将数列分为两部分——大于基准值的放在右边,小于基准值的 放在左边。然后分别对这两部分重复次操作,一分为二,二分为四······直到每个元素自成一部分。
将数据的中间元素设为基准值,初始化令 指向最左边个元素,令 指向最右边个元素,通过从左往右找一个大于基准数的数,通过从右往左找一个小于基准数的数,交换两数的位置,直到。
如此不断的细分递归,达到排序的目的
代码实现:
#include<stdio.h> void Quicksort(int a[], int left, int right) { //快排函数 int temp; int mid = a[(left + right) / 2]; //找基准值 int i = left; int j = right;//在左侧找一个大于基准值的数,在右侧找一个小于基准数的数,然后交换位置 while (i <= j) { while (a[i] < mid) i++; while (a[j] > mid) j--; if (i <= j) { temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; i++; j--; } } if (i < right) Quicksort(a, i, right); //递归 if (j > left) Quicksort(a, left, j); //递归} int main() { int n, m, i; int arr[100]; scanf_s("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf_s("%d", &arr[i]); //输入 } Quicksort(arr, 0, n - 1); //调用函数 for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0;}
3.插入排序(Insertion Sort)
基本思想:
将数据分为两组——一组是有序的,一组是无序的,将无序数据中的元素依次插入到有序数据中,从而将整个数据变为有序的(这里的分组是潜意识的,实际上并不会用两个数组来分)
初始时,将第一个元素分为有序组(因为只有一个元素,所以认为它是排好序的),其余元素分为无序组
因此只需从第二个元素开始,依次在有序组中找到自己的位置,插入即可,直到最后一个元素。
但这并不意味着只需要一次循环,因为在“找自己的位置”的过程中,需要将自己与前面的元素相比较,若是自己较小,则将那个元素后移一位;若是自己较大,则将自己插入到上一次比较的位置
代码实现:
#include<stdio.h> int main() { int n, m, i, j, temp; int arr[100]; scanf_s("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf_s("%d", &arr[i]); //输入 } for(i=1; i<n; i++) //从无序组的第一个元素开始 if(arr[i] < arr[i-1]) // 判断是否要向前寻找插入的位置 { int temp = arr[i]; for(j=i-1; j>=0 && arr[j]>temp; j--) //将大于自己的数依次向后挪位 arr[j+1] = arr[j]; arr[j+1] = temp; //插入 } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0;}
4.简单选择排序(Simple Selection Sort)
基本思想:
设一个数据集有n个元素,选择这n个元素中最小的一个与第一个元素交换位置,再在剩下的n-1个元素中选择最小的一个与第二个元素交换位置,直到在最后两个元素中选择最小的一个放在倒数第二的位置上,排序完成。
代码实现:
#include<stdio.h> int main() { int n, m, i, j, p, temp; int arr[100]; scanf_s("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf_s("%d", &arr[i]); //输入 } for (i = 0; i < n - 1; i++) { p = i; //p用于记录最小元素的下标 for (j = i + 1; j < n; j++) { //找到剩下元素中最小的那一个 if (arr[p] > arr[j]) p = j; } temp = arr[i]; //temp是交换两数时的中间变量 arr[i] = arr[p]; arr[p] = temp; } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0;}
5.希尔排序(Shell Sort)
希尔排序是插入排序的优化,它先将待排序列进行预排序,然后对次序列进行一次插入排序,不一样的是经过预处理之后的插入排序时间复杂度为
基本思想:
定义一个间隔gap,在一组数据中,将相隔为gap的元素作为一个组,对组内元素执行简单的插入排序,然后不断缩小gap重复此操作,完成数据的预处理,直到gap=1,表示对所有数进行插入排序,算法终止。
初始化(n为元素个数),将数据中所有距离为gap的元素分在一组(此时这组数据会被分成个组,每组有两个元素,对每个组进行排序)
接着缩小gap至,将数据中所有距离为gap的元素分在一组(此时这组数据会被分成个组,每组有四个元素,对每个组进行排序)
重复直到gap=1,此时数据为一组,有n个元素,简单插入排序即可。
代码实现:
#include<stdio.h> int main() { int n, m, i, j, temp,gap; int arr[100]; scanf("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &arr[i]); //输入 } for(gap=n/2; gap>0; gap/=2) for(i=gap; i<n; i++) for(j=i-gap; j>=0 && arr[j]>arr[j+gap]; j-=gap){ temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+gap]; arr[j+gap]=temp; } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0;}
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