c语言排序算法

柔情只为你懂 2023-01-18 06:42 139阅读 0赞

## C语言排序算法 ##

### 1、冒泡排序 ###

冒泡排序（英语：Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从A到Z）错误就把他们交换过来。

#include <stdio.h>
    void bubble_sort(int arr[], int len) {
        
        int i, j, temp;
        for (i = 0; i < len - 1; i++)
            for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
        
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
    }
    int main() {
        
        int arr[] = {
         22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70 };
        int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
        bubble_sort(arr, len);
        int i;
        for (i = 0; i < len; i++)
            printf("%d ", arr[i]);
        return 0;
    }

### 2、选择排序 ###

选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

void selection_sort(int a[], int len) 
    {
        
        int i,j,temp;
     
        for (i = 0 ; i < len - 1 ; i++) 
        {
        
            int min = i;                  // 记录最小值，第一个元素默认最小
            for (j = i + 1; j < len; j++)     // 访问未排序的元素
            {
        
                if (a[j] < a[min])    // 找到目前最小值
                {
        
                    min = j;    // 记录最小值
                }
            }
            if(min != i)
            {
        
                temp=a[min];  // 交换两个变量
                a[min]=a[i];
                a[i]=temp;
            }
            /* swap(&a[min], &a[i]);  */   // 使用自定义函数交換
        }
    }
     
    /*
    void swap(int *a,int *b) // 交换两个变量
    {
        int temp = *a;
        *a = *b;
        *b = temp;
    }
    */

### 3、插入排序 ###

插入排序（英语：Insertion Sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用`in-place`排序（即只需用到`{\displaystyle O(1)} {\displaystyle O(1)}`的额外空间的排序），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后挪位，为最新元素提供插入空间。

void insertion_sort(int arr[], int len){
        
        int i,j,temp;
        for (i=1;i<len;i++){
        
                temp = arr[i];
                for (j=i;j>0 && arr[j-1]>temp;j--)
                        arr[j] = arr[j-1];
                arr[j] = temp;
        }
    }

### 4、希尔排序 ###

希尔排序，也称递减增量排序算法，是插入排序的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。

希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的：

*  插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时，效率高，即可以达到线性排序的效率
 *  但插入排序一般来说是低效的，因为插入排序每次只能将数据移动一位

void shell_sort(int arr[], int len) {
        
        int gap, i, j;
        int temp;
        for (gap = len >> 1; gap > 0; gap = gap >> 1)
            for (i = gap; i < len; i++) {
        
                temp = arr[i];
                for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j -= gap)
                    arr[j + gap] = arr[j];
                arr[j + gap] = temp;
            }
    }

### 5、归并排序 ###

把数据分为两段，从两段中逐个选最小的元素移入新数据段的末尾。

可从上到下或从下到上进行。

void merge_sort_recursive(int arr[], int reg[], int start, int end) {
        
        if (start >= end)
            return;
        int len = end - start, mid = (len >> 1) + start;
        int start1 = start, end1 = mid;
        int start2 = mid + 1, end2 = end;
        merge_sort_recursive(arr, reg, start1, end1);
        merge_sort_recursive(arr, reg, start2, end2);
        int k = start;
        while (start1 <= end1 && start2 <= end2)
            reg[k++] = arr[start1] < arr[start2] ? arr[start1++] : arr[start2++];
        while (start1 <= end1)
            reg[k++] = arr[start1++];
        while (start2 <= end2)
            reg[k++] = arr[start2++];
        for (k = start; k <= end; k++)
            arr[k] = reg[k];
    }
    void merge_sort(int arr[], const int len) {
        
        int reg[len];
        merge_sort_recursive(arr, reg, 0, len - 1);
    }

### 6、快速排序 ###

在区间中随机挑选一个元素作基准，将小于基准的元素放在基准之前，大于基准的元素放在基准之后，再分别对小数区与大数区进行排序。

void swap(int *x, int *y) {
        
        int t = *x;
        *x = *y;
        *y = t;
    }
    void quick_sort_recursive(int arr[], int start, int end) {
        
        if (start >= end)
            return;
        int mid = arr[end];
        int left = start, right = end - 1;
        while (left < right) {
        
            while (arr[left] < mid && left < right)
                left++;
            while (arr[right] >= mid && left < right)
                right--;
            swap(&arr[left], &arr[right]);
        }
        if (arr[left] >= arr[end])
            swap(&arr[left], &arr[end]);
        else
            left++;
        if (left)
            quick_sort_recursive(arr, start, left - 1);
        quick_sort_recursive(arr, left + 1, end);
    }
    void quick_sort(int arr[], int len) {
        
        quick_sort_recursive(arr, 0, len - 1);
    }