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C 排序算法

冒泡排序

冒泡排序（英語：Bubble Sort）是一種簡單的排序算法。它重復(fù)地走訪過要排序的數(shù)列，一次比較兩個元素，如果他們的順序（如從大到小、首字母從A到Z）錯誤就把他們交換過來。

過程演示：

實例

#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);
? ? int i;
? ? bubble_sort(arr, len);
? ? for (i = 0; i < len; i++)
? ? ? ? printf("%d ", arr[i]);
? ? return 0;
}

選擇排序

選擇排序（Selection sort）是一種簡單直觀的排序算法。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，再從剩余未排序元素中繼續(xù)尋找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此類推，直到所有元素均排序完畢。

過程演示：

實例

void selection_sort(int a[], int len)?
{
? ? int i,j,temp;
?
? ? for (i = 0 ; i < len - 1 ; i++)?
? ? {
? ? ? ? int min = i; ? ? ? ? ? ? ? ? ?// 記錄最小值，第一個元素默認(rèn)最小
? ? ? ? for (j = i + 1; j < len; j++) ? ? // 訪問未排序的元素
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? if (a[j] < a[min]) ? ?// 找到目前最小值
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? min = j; ? ?// 記錄最小值
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? }
? ? ? ? if(min != i)
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? temp=a[min]; ?// 交換兩個變量
? ? ? ? ? ? a[min]=a[i];
? ? ? ? ? ? a[i]=temp;
? ? ? ? }
? ? ? ? /* swap(&a[min], &a[i]); ?*/ ? // 使用自定義函數(shù)交換
? ? }
}
?
/*
void swap(int *a,int *b) // 交換兩個變量
{
? ? int temp = *a;
? ? *a = *b;
? ? *b = temp;
}
*/

插入排序

插入排序（英語：Insertion Sort）是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理是通過構(gòu)建有序序列，對于未排序數(shù)據(jù)，在已排序序列中從后向前掃描，找到相應(yīng)位置并插入。插入排序在實現(xiàn)上，通常采用in-place排序（即只需用到 {\displaystyle O(1)} {\displaystyle O(1)}的額外空間的排序），因而在從后向前掃描過程中，需要反復(fù)把已排序元素逐步向后

挪位，為最新元素提供插入空間。

?

過程演示：

實例

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;
? ? }
}

希爾排序

希爾排序，也稱遞減增量排序算法，是插入排序的一種更高效的改進(jìn)版本。希爾排序是非穩(wěn)定排序算法。

希爾排序是基于插入排序的以下兩點性質(zhì)而提出改進(jìn)方法的：

• 插入排序在對幾乎已經(jīng)排好序的數(shù)據(jù)操作時，效率高，即可以達(dá)到線性排序的效率
• 但插入排序一般來說是低效的，因為插入排序每次只能將數(shù)據(jù)移動一位

過程演示：

實例

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;
? ? ? ? }
}

歸并排序

把數(shù)據(jù)分為兩段，從兩段中逐個選最小的元素移入新數(shù)據(jù)段的末尾。

可從上到下或從下到上進(jìn)行。

過程演示：

迭代法

int min(int x, int y)
{
? ? return x < y ? x : y;
}
void merge_sort(int arr[], int len)
{
? ? int* a = arr;
? ? int* b = (int*) malloc(len * sizeof(int));
? ? int seg, start;
? ? for (seg = 1; seg < len; seg += seg) {
? ? ? ? for (start = 0; start < len; start += seg + seg)
?? ??? ?{
? ? ? ? ? ? int low = start, mid = min(start + seg, len), high = min(start + seg + seg, len);
? ? ? ? ? ? int k = low;
? ? ? ? ? ? int start1 = low, end1 = mid;
? ? ? ? ? ? int start2 = mid, end2 = high;
? ? ? ? ? ? while (start1 < end1 && start2 < end2)
? ? ? ? ? ? ? ? b[k++] = a[start1] < a[start2] ? a[start1++] : a[start2++];
? ? ? ? ? ? while (start1 < end1)
? ? ? ? ? ? ? ? b[k++] = a[start1++];
? ? ? ? ? ? while (start2 < end2)
? ? ? ? ? ? ? ? b[k++] = a[start2++];
? ? ? ? }
? ? ? ? int* temp = a;
? ? ? ? a = b;
? ? ? ? b = temp;
? ? }
? ? if (a != arr)
?? ?{
? ? ? ? int i;
? ? ? ? for (i = 0; i < len; i++)
? ? ? ? ? ? b[i] = a[i];
? ? ? ? b = a;
? ? }
? ? free(b);
}

遞歸法

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);
}

快速排序

在區(qū)間中隨機(jī)挑選一個元素作基準(zhǔn)，將小于基準(zhǔn)的元素放在基準(zhǔn)之前，大于基準(zhǔn)的元素放在基準(zhǔn)之后，再分別對小數(shù)區(qū)與大數(shù)區(qū)進(jìn)行排序。

過程演示：

迭代法

typedef struct _Range
{
? ? int start, end;
} Range;
Range new_Range(int s, int e)
{
? ? Range r;
? ? r.start = s;
? ? r.end = e;
? ? return r;
}
void swap(int *x, int *y)
{
? ? int t = *x;
? ? *x = *y;
? ? *y = t;
}
void quick_sort(int arr[], const int len)
{
? ? if (len <= 0)
? ? ? ? return; // 避免len等於負(fù)值時引發(fā)段錯誤（Segment Fault）
? ? // r[]模擬列表,p為數(shù)量,r[p++]為push,r[--p]為pop且取得元素
? ? Range r[len];
? ? int p = 0;
? ? r[p++] = new_Range(0, len - 1);
? ? while (p) {
? ? ? ? Range range = r[--p];
? ? ? ? if (range.start >= range.end)
? ? ? ? ? ? continue;
? ? ? ? int mid = arr[(range.start + range.end) / 2]; // 選取中間點為基準(zhǔn)點
? ? ? ? int left = range.start, right = range.end;
? ? ? ? do
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? while (arr[left] < mid) ++left; ? // 檢測基準(zhǔn)點左側(cè)是否符合要求
? ? ? ? ? ? while (arr[right] > mid) --right; //檢測基準(zhǔn)點右側(cè)是否符合要求
?
? ? ? ? ? ? if (left <= right)
? ? ? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? swap(&arr[left],&arr[right]);
? ? ? ? ? ? ? ? left++;right--; ? ? ? ? ? ? ? // 移動指針以繼續(xù)
? ? ? ? ? ? }
? ? ? ? } while (left <= right);
?
? ? ? ? if (range.start < right) r[p++] = new_Range(range.start, right);
? ? ? ? if (range.end > left) r[p++] = new_Range(left, range.end);
? ? }
}

遞歸法

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);
}

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C 排序算法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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