排序算法是计算机科学中的一个经典问题,常被用于面试或者课程作业中。下面介绍常见的几种排序算法及其实际举例。
冒泡排序是一种基础的排序算法,它的原理是从数组的第一个元素开始,依次比较相邻的两个元素,如果前面的元素比后面的元素大,则交换它们的位置。这样一趟下来,最大的元素就会被交换到数组的最后一个位置,然后再从第一个元素开始重复这个过程,直到整个数组排序完成。
以下是冒泡排序的C语言代码实现:
void bubbleSort(int arr[], int n) {int i, j;for (i = 0; i < n-1; i++) {for (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;}}}
}
选择排序也是一种基础的排序算法,它的原理是从数组中找到最小的元素,然后将它和数组的第一个元素交换位置。然后在剩下的元素中找到最小的元素,将它和数组的第二个元素交换位置。以此类推,直到整个数组排序完成。
以下是选择排序的C语言代码实现:
void selectionSort(int arr[], int n) {int i, j, min_idx;for (i = 0; i < n-1; i++) {min_idx = i;for (j = i+1; j < n; j++) {if (arr[j] < arr[min_idx]) {min_idx = j;}}int temp = arr[i];arr[i] = arr[min_idx];arr[min_idx] = temp;}
}
插入排序的原理是将数组分为已排序的和未排序的两个部分,然后将未排序的元素一个一个插入到已排序的部分中,直到整个数组排序完成。
以下是插入排序的C语言代码实现:
void insertionSort(int arr[], int n) {int i, j, key;for (i = 1; i < n; i++) {key = arr[i];j = i - 1;while (j >= 0 && arr[j] > key) {arr[j+1] = arr[j];j = j - 1;}arr[j+1] = key;}
}
快速排序是一种高效的排序算法,它的原理是选取一个基准元素,然后将数组中小于基准元素的元素放在基准元素的左边,大于基准元素的元素放在基准元素的右边。然后对左右两个部分分别递归地进行快速排序,直到整个数组排序完成。
以下是快速排序的C语言代码实现:
void quickSort(int arr[], int low, int high) {if (low < high) {int pi = partition(arr, low, high);quickSort(arr, low, pi-1);quickSort(arr, pi+1, high);}
}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++;int temp = arr[i];arr[i] = arr[j];arr[j] = temp;}}int temp = arr[i+1];arr[i+1] = arr[high];arr[high] = temp;return i+1;
}
希尔排序是一种高效的排序算法,它是插入排序的改进版。它的原理是将数组中相隔一定间隔的元素分为一组,对每组进行插入排序,然后逐渐减小间隔,重复上述过程,直到间隔为1,也就是插入排序。希尔排序的时间复杂度为O(n2)或O(n3/2),具体取决于间隔序列的选择。
以下是希尔排序的C语言代码实现:
void shellSort(int arr[], int n) {int i, j, gap;for (gap = n/2; gap > 0; gap /= 2) {for (i = gap; i < n; i++) {int temp = arr[i];for (j = i; j >= gap && arr[j-gap] > temp; j -= gap) {arr[j] = arr[j-gap];}arr[j] = temp;}}
}
归并排序是一种高效的排序算法,它的原理是将数组递归地分成两个子数组,然后将两个子数组分别排序,最后将它们合并成一个有序的数组。归并排序的时间复杂度为O(nlogn)。
以下是归并排序的C语言代码实现:
void mergeSort(int arr[], int l, int r) {if (l < r) {int m = l + (r-l)/2;mergeSort(arr, l, m);mergeSort(arr, m+1, r);merge(arr, l, m, r);}
}void merge(int arr[], int l, int m, int r) {int i, j, k;int n1 = m - l + 1;int n2 = r - m;int L[n1], R[n2];for (i = 0; i < n1; i++) {L[i] = arr[l+i];}for (j = 0; j < n2; j++) {R[j] = arr[m+1+j];}i = 0;j = 0;k = l;while (i < n1 && j < n2) {if (L[i] <= R[j]) {arr[k] = L[i];i++;} else {arr[k] = R[j];j++;}k++;}while (i < n1) {arr[k] = L[i];i++;k++;}while (j < n2) {arr[k] = R[j];j++;k++;}
}
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