C语言排序方法(冒泡,选择,插入,归并,快速)
时间：2023-02-05 09:40:00 | 栏目：C代码 | 点击：次
1.冒泡排序
它重复地走访过要排序的元素列，依次比较两个相邻的元素，如果顺序错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换，也就是说该元素列已经排序完成。
算法步骤 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
执行过程：
# include <stdio.h>
# include <string.h>
int main(void)
{
int arr[] = {5, 2, 3, -8, 34, 76, 32, 43, 0, -70, 35, 543, 6};
int len= sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);;
int i; //比较的轮数
int j; //每轮比较的次数
int temp; //交换数据时用于存放中间数据
for (i=0; i<len-1; ++i) //比较n-1轮
{
for (j=0; j<len-1-i; ++j) //每轮比较n-1-i次,
{
if (arr[j] < arr[j+1])
{
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
printf("排序后:\n");
for (i=0; i<len; ++i)
{
printf("%d\x20", arr[i]);
}
printf("\n");
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。它的工作原理是：第一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小（大）元素，然后放到已排序的序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素的个数为零。选择排序是不稳定的排序方法。
算法步骤 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。
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。
重复第二步，直到所有元素均排序完毕。
代码：
#include <stdio.h>
# include <string.h>
int main() {
int arr[] = { 5, 2, 3, -8, 34, 76, 32, 43, 0, -70, 35, 543, 6};
int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
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;
}
for (i = 0; i < len; i++)
printf("%d ", arr[i]);
return 0;
}
3.插入排序
插入排序，一般也被称为直接插入排序。对于少量元素的排序，它是一个有效的算法 [1] 。插入排序是一种最简单的排序方法，它的基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中，从而一个新的、记录数增1的有序表。在其实现过程使用双层循环，外层循环对除了第一个元素之外的所有元素，内层循环对当前元素前面有序表进行待插入位置查找，并进行移动 [2] 。
算法步骤 将第一待排序序列第一个元素看做一个有序序列，把第二个元素到最后一个元素当成是未排序序列。
从头到尾依次扫描未排序序列，将扫描到的每个元素插入有序序列的适当位置。（如果待插入的元素与有序序列中的某个元素相等，则将待插入元素插入到相等元素的后面。）
#include <stdio.h>
# include <string.h>
int main(){
int arr[] = { 5, 2, 3, -8, 34, 76, 32, 43, 0, -70, 35, 543, 6};
int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
int i,j,x;
for( i= 1; i<len; i++){
if(arr[i] < arr[i-1]){//若第 i 个元素大于 i-1 元素则直接插入；反之，需要找到适当的插入位置后在插入。
j= i-1;
x = arr[i];
while(j>-1 && x < arr[j]){ //采用顺序查找方式找到插入的位置，在查找的同时，将数组中的元素进行后移操作，给插入元素腾出空间
arr[j+1] = arr[j];
j--;
}
arr[j+1] = x; //插入到正确位置
}
}
for(j=0; j<len; j++){
printf("%d ",arr[j]);
}
printf("\n");
return 0;
}
4.归并排序
归并排序（Merge sort）是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。
作为一种典型的分而治之思想的算法应用，归并排序的实现由两种方法：
自上而下的递归（所有递归的方法都可以用迭代重写，所以就有了第 2 种方法）；
自下而上的迭代；
算法步骤 申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列；
设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置；
比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置；
重复步骤 3 直到某一指针达到序列尾；
将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾。
#include <stdio.h>
#define MAXSIZE 10
// 递归的方式实现归并排序
// 实现归并，并把结果存放到list1
# include <string.h>
#include <stdio.h>
void merging(int *list1, int list1_size, int *list2, int list2_size) {
int i,j,k, m;
int temp[MAXSIZE];
i = j = k = 0;
while(i < list1_size && j < list2_size)
{
if(list1[i] < list2[j])
{
temp[k] = list1[i];
k++;
i++;
}
else
{
temp[k++] = list2[j++];
}
}
while(i < list1_size)
{
temp[k++] = list1[i++];
}
while(j < list2_size)
{
temp[k++] = list2[j++];
}
for(m = 0;m < (list1_size + list2_size);m++)
{
list1[m] = temp[m];
} }
void MergeSort(int k[], int n) {
if(n > 1)
{
/*
*list1是左半部分，list2是右半部分
*/
int *list1 = k;
int list1_size = n/2;
int *list2 = k + list1_size;
int list2_size = n - list1_size;
MergeSort(list1, list1_size);
MergeSort(list2, list2_size);
// 把两个合在一起
merging(list1, list1_size, list2, list2_size);
}
}
int main() {
int i, arr[] = { 5, 2, 3, -8, 34, 76, 32, 43, 0, -70, 35, 543, 6}; int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
MergeSort(arr, len);
printf("排序后的结果是：");
for(i = 0;i < len;i++)
{
printf("%d", a[i]);
}
printf("\n\n");
return 0;
}
5.快速排序
原理:
快速排序,给基准数据找其正确索引位置的过程.
如下图所示,假设最开始的基准数据为数组第一个元素23,则首先用一个临时变量去存储基准数据,即tmp=23;然后分别从数组的两端扫描数组，设两个指示标志:low指向起始位置，high指向末尾.
如果扫描到的值大于基准数据就让high减1,如果发现有元素比该基准数据的值小(如上图中18<=tmp)，就将high位置的值赋值给low位置。
如果扫描到的值小于基准数据就让low加1,如果发现有元素大于基准数据的值(如上图46=>tmp)，就再将low位置的值赋值给high位置的值.
算法步骤 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）;
重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序；
#include "stdio.h"
typedef struct _Range {
int start, end; //开始指向分别指向两端
} Range;
Range new_Range(int s, int e) {
Range r;
r.start = s; //开始指向需要排序数组的两端
r.end = e;
return r; //返回一个结构体
}
void swap(int *x, int *y) { //交换数据函数
int t = *x;
*x = *y;
*y = t;
}
void quick_sort(int arr[], const int len) {
if (len <= 0)
return; //保证数据长度大于0
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]; // 选取中间点作为基准点
int left = range.start, right = range.end;
do {
while (arr[left] < mid) ++left; // 检测基准点左侧是否符合要求
while (arr[right] > mid) --right; //检测基准点右侧是否符合要求
if (left <= right) {
swap(&arr[left], &arr[right]);
left++;
right--; // 移?又羔?以?^?m
}
} 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);
}
}
int main()
{
int j;
int arr[] = { 5, 2, 3, -8, 34, 76, 32, 43, 0, -70, 35, 543, 6};
int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
quick_sort(arr,len);
for(j=0; j<len; j++){
printf("%d ",arr[j]);
}
printf("\n");
}