C语言中的5种简单排序算法(适合小白)

目录

• 基本概要：
• 1.冒泡排序（Bubble Sort）
• 基本思想：
• 代码实现：
• 2.快速排序（Quick Sort）
• 基本思想：
• 代码实现：
• 3.插入排序（Insertion Sort）
• 基本思想：
• 代码实现：
• 4.简单选择排序（Simple Selection Sort）
• 基本思想：
• 代码实现：
• 5.希尔排序（Shell Sort）
• 基本思想：
• 代码实现：
• 总结

基本概要：

本文主要介绍五种简单常用的排序算法：冒泡排序，快速排序，插入排序，选择排序，希尔排序。包括它们的基本思想和代码实现。值得一说的是：插入排序，冒泡排序，选择排序平均情况下的时间复杂度为，因此在排序数据较少的情况下较好；而希尔排序和快速排序的平均时间复杂度为，因此在排序数据较多的情况下较好，但是对于快速排序而言，数据基本有序时反而不好，接下来会详细阐述。（皆以从小到大的顺序排列）

1.冒泡排序（Bubble Sort）

基本思想：

冒泡排序是一个非常好理解的排序，顾名思义——冒泡，此时将要排序的数据从上至下排列，从最上面的数（第一个数据）开始对相邻的两个数据进行比较，较小的数据往上浮，较大的数据往下沉，达到排序的效果。

（1）对每一对相邻的元素进行比较，若第一个比第二个大，则调换这两个元素的位置，依次两两比较直到数据的最后一对，此为一轮操作。

（2）重复n轮此操作（n为元素的个数），不过每轮结束后的最后一个元素不用参与下一轮的比较，因为经历一轮排序后，最后一个元素一定比前面所有的元素都要大。

（3）因此每一轮需要比较的元素都在减少，一直到没有数可比较为止。（不过为了减少比较次数，可以记录每轮是否有数据的交换，如果没有交换，表明当前数据已经按从小到大的顺序拍好了，可直接跳出循环）

代码实现：

#include<stdio.h> int main() { int n, m, i, j, temp; int arr[100]; scanf_s("%d", &n); //scnaf_s是更为安全的输入方式；n为元素的个数； for (i = 0; i < n; i++) { scanf_s("%d", &arr[i]); //输入数据； } m = n; //因为每进行一次第一轮循环，需要排序的数据都要“--”，因此定义变量m=n； for (i = 0; i < n; i++) { int exchange = 0; //记录这一轮会不会有数据的交换； for (j = 0; j < m-1; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; exchange = 1; } } m--; if (!exchange) //若没有数据的交换，则数据已经排列完毕，跳出循环； break; } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0; }

2.快速排序（Quick Sort）

快速排序是这五类中平均性能最优的排序算法，其中运用了分治的思想，并且调用了递归函数，因此也是这五类中最难的一个。

基本思想：

快速排序的重点在于找一个基准值，将数列分为两部分——大于基准值的放在右边，小于基准值的 放在左边。然后分别对这两部分重复次操作，一分为二，二分为四······直到每个元素自成一部分。

1.将数据的中间元素设为基准值，初始化令 指向最左边个元素，令 指向最右边个元素，通过从左往右找一个大于基准数的数，通过从右往左找一个小于基准数的数，交换两数的位置，直到。

2.如此不断的细分递归，达到排序的目的

代码实现：

#include<stdio.h> void Quicksort(int a[], int left, int right) { //快排函数 int temp; int mid = a[(left + right) / 2]; //找基准值 int i = left; int j = right; //在左侧找一个大于基准值的数，在右侧找一个小于基准数的数，然后交换位置 while (i <= j) { while (a[i] < mid) i++; while (a[j] > mid) j--; if (i <= j) { temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; i++; j--; } } if (i < right) Quicksort(a, i, right); //递归 if (j > left) Quicksort(a, left, j); //递归 } int main() { int n, m, i; int arr[100]; scanf_s("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf_s("%d", &arr[i]); //输入 } Quicksort(arr, 0, n - 1); //调用函数 for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0; }

3.插入排序（Insertion Sort）

基本思想：

将数据分为两组——一组是有序的，一组是无序的，将无序数据中的元素依次插入到有序数据中，从而将整个数据变为有序的（这里的分组是潜意识的，实际上并不会用两个数组来分）

1.初始时，将第一个元素分为有序组（因为只有一个元素，所以认为它是排好序的），其余元素分为无序组

2.因此只需从第二个元素开始，依次在有序组中找到自己的位置，插入即可，直到最后一个元素。

3.但这并不意味着只需要一次循环，因为在“找自己的位置”的过程中，需要将自己与前面的元素相比较，若是自己较小，则将那个元素后移一位；若是自己较大，则将自己插入到上一次比较的位置

代码实现：

#include<stdio.h> int main() { int n, m, i, j, temp; int arr[100]; scanf_s("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf_s("%d", &arr[i]); //输入 } for(i=1; i<n; i++) //从无序组的第一个元素开始 if(arr[i] < arr[i-1]) // 判断是否要向前寻找插入的位置 { int temp = arr[i]; for(j=i-1; j>=0 && arr[j]>temp; j--) //将大于自己的数依次向后挪位 arr[j+1] = arr[j]; arr[j+1] = temp; //插入 } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0; }

4.简单选择排序（Simple Selection Sort）

基本思想：

设一个数据集有n个元素，选择这n个元素中最小的一个与第一个元素交换位置，再在剩下的n-1个元素中选择最小的一个与第二个元素交换位置，直到在最后两个元素中选择最小的一个放在倒数第二的位置上，排序完成。

代码实现：

#include<stdio.h> int main() { int n, m, i, j, p, temp; int arr[100]; scanf_s("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf_s("%d", &arr[i]); //输入 } for (i = 0; i < n - 1; i++) { p = i; //p用于记录最小元素的下标 for (j = i + 1; j < n; j++) { //找到剩下元素中最小的那一个 if (arr[p] > arr[j]) p = j; } temp = arr[i]; //temp是交换两数时的中间变量 arr[i] = arr[p]; arr[p] = temp; } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0; }

5.希尔排序（Shell Sort）

希尔排序是插入排序的优化，它先将待排序列进行预排序，然后对次序列进行一次插入排序，不一样的是经过预处理之后的插入排序时间复杂度为

基本思想：

定义一个间隔gap，在一组数据中，将相隔为gap的元素作为一个组，对组内元素执行简单的插入排序，然后不断缩小gap重复此操作，完成数据的预处理，直到gap=1，表示对所有数进行插入排序，算法终止。

1.初始化（n为元素个数），将数据中所有距离为gap的元素分在一组（此时这组数据会被分成个组，每组有两个元素，对每个组进行排序）

2.接着缩小gap至，将数据中所有距离为gap的元素分在一组（此时这组数据会被分成个组，每组有四个元素，对每个组进行排序）

3.重复直到gap=1，此时数据为一组，有n个元素，简单插入排序即可。

代码实现：

#include<stdio.h> int main() { int n, m, i, j, temp,gap; int arr[100]; scanf("%d", &n); for (i = 0; i < n; i++) { scanf("%d", &arr[i]); //输入 } for(gap=n/2; gap>0; gap/=2) for(i=gap; i<n; i++) for(j=i-gap; j>=0 && arr[j]>arr[j+gap]; j-=gap){ temp=arr[j]; arr[j]=arr[j+gap]; arr[j+gap]=temp; } for (i = 0; i < n; i++) { printf("%d ", arr[i]); //输出 } return 0; }

总结

到此这篇关于C语言中的5种简单排序算法的文章就介绍到这了,更多相关C语言简单排序算法内容请搜索本网站以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持本网站！

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