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几种常见排序算法的c语言实现

2013年08月27日 ⁄ 综合 ⁄ 共 2649字 ⁄ 字号 评论关闭

1)“冒泡法1” 

    其原理为从a[0]开始,依次将其和后面的元素比较,若a[0]>a[i],则交换它们,一直比较到a[n]。
同理对a[1],a[2],...a[n-1]处理,即完成排序。 

void bubble(int *a,int n) 	
{ 
	int i,j,temp; 
	for(i=0;i<n-1;i++) 
	{	
		for(j=i+1;j<n;j++) /*注意循环的上下限*/ 
		{	
			if(a[i]>a[j]) 
			{ 
				temp=a[i]; 
				a[i]=a[j]; 
				a[j]=temp; 
			}
		}
	}
} 


2)“冒泡法2” 

冒泡法还有第二种形式,或者叫沉底法也行:

每相邻的两个数进行比较,如果发现b[j]>b[j+1]

void bubble(int *b,int n)
{
	int i,j,temp;
	for(i=0;i<n-1;i++)
	{
		for(j=0;j<n-i-1;j++)
		{
			if(b[j]>b[j+1])
			{
				temp = b[j];
				b[j] = b[j+1];
				b[j+1]=temp;
			}
		}
	}
}


冒泡法原理简单,但其缺点是交换次数多,效率低。 

下面介绍一种源自冒泡法但更有效率的方法“选择法”。
 
3)“选择法” 
    选择法循环过程与冒泡法1一致,它还定义了记号k=i,然后依次把a[k]同后面元素比较,若a[k]>a[j],则使k=j.
最后看看k=i是否还成立,不成立则交换a[k],a[i],这样就比冒泡法省下许多无用的交换,提高了效率。 

void choise(int *a,int n) 
{ 
	int i,j,min,temp; 
	for(i=0;i<n-1;i++) 
	{ 
		min=i; 				/*给记号赋值*/ 
		for(j=i+1;j<n;j++) 
		{
			if(a[min]>a[j]) 
				min=j; 		/*是k总是指向最小元素*/ 
		}
		if(i!=min) 			/*当k!=i是才交换,否则a[i]即为最小*/ 
		{ 								
			temp=a[i]; 
			a[i]=a[min]; 
			a[min]=temp; 
		} 
	} 
} 


4)“插入法” 
插入法是一种比较直观的排序方法。
它首先把数组头两个元素排好序,再依次把后面的元素插入适当的位置。
把数组元素插完也就完成了排序。
 

void insert(int *a,int n) 
{ 
	int i,j,temp; 
	for(i=1;i<n;i++) 
	{ 
		temp=a[i]; 		/*temp为要插入的元素*/ 
		j=i-1; 
		while( j>=0&&temp<a[j] ) 
		{ 			/*从a[i-1]开始找比a[i]小的数,同时把数组元素向后移*/ 
			a[j+1]=a[j]; 
			j--; 
		} 
		a[j+1]=temp;            /*插入*/ 
	} 
} 


但说到高效率,非“快速法”莫属,现在就让我们来了解它。 

5)“快速法” 

    快速法定义了三个参数,(数组首地址*a,要排序数组起始元素下标i,要排序数组结束元素下标j).

    它首先选一个数组元素(一般为a[ (i+j)/2 ],即中间元素)作为参照,把比它小的元素放到它的左边,比它大的放在右边。

    然后运用递归,在将它左,右两个子数组排序,最后完成整个数组的排序

下面分析其代码: 

void quick(int *a,int i,int j) 
{ 
	int m,n,temp; 
	int k; 
	m=i; 
	n=j; 
	k=a[(i+j)/2]; /*选取的参照*/ 
	do 
	{ 
		while(  a[m]<k && m<j  ) 
			m++; 				/* 从左到右找比k大的元素*/ 
			
		while( a[n] >k && n>i ) 
		  n--; 					/* 从右到左找比k小的元素*/ 
		
		if(m<=n) 
		{ 						/*若找到且满足条件,则交换*/ 
				temp=a[m];
				a[m]=a[n];
				a[n]=temp;
				m++;
				n--;
		}
	}
	while(m<=n); 
		
	if(m<j) 
		quick(a,m,j); 			/*运用递归*/ 
		
	if(n>i) 
		quick(a,i,n); 
} 

6)“shell法” 
shell法是一个叫 shell 的美国人与1969年发明的。
它首先把相距k(k>=1)的那几个元素排好序,再缩小k值(一般取其一半),再排序,直到k=1时完成排序。
下面让我们来分析其代码:
 

void shell(int *a,int n) 
{ 
	int i,j,k,x; 
	k=n/2; 											/*间距值*/ 
	while(k>=1) 
	{ 
		for(i=k;i<n;i++) 
		{ 
			x=a[i]; 
			j=i-k; 
			while(j>=0&&x<a[j]) 
			{ 
				a[j+k]=a[j]; 
				j-=k; 
			} 
				a[j+k]=x; 
		} 
		k/=2; 										/*缩小间距值*/ 
	} 
} 


上面我们已经对几种排序法作了介绍,现在让我们写个主函数检验一下。 

#include<stdio.h> 
/*别偷懒,下面的"..."代表函数体,自己加上去哦!*/ 
void bubble(int *a,int n) 

... 

void choise(int *a,int n) 

... 

void quick(int *a,int i,int j) 

... 

void insert(int *a,int n) 

... 

void shell(int *a,int n) 

... 

/*为了打印方便,我们写一个print吧。*/ 
void print(int *a,int n) 

int i; 
for(i=0;i<n;i++) 
printf("%5d",a[i]); 
printf("\n"); 

main() 
/*为了公平,我们给每个函数定义一个相同数组*/ 
int a1[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a2[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a3[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a4[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a5[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 

printf("the original list:"); 
print(a1,10); 
printf("according to bubble:"); 
bubble(a1,10); 
print(a1,10); 
printf("according to choise:"); 
choise(a2,10); 
print(a2,10); 
printf("according to quick:"); 
quick(a3,0,9); 
print(a3,10); 
printf("according to insert:"); 
insert(a4,10); 
print(a4,10); 
printf("according to shell:"); 
shell(a5,10); 
print(a5,10); 
}  

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