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2012-12-18 16:55:13

原文地址:几种常见的排序算法 作者:陈贞_Rock

以下是几种常见的排序算法——C语言实现
 
(1)“冒泡法”

冒泡法大家都较熟悉。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。下面列出其代码:


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  1. void bubble(int *a,int n) /*定义两个参数:数组首地址与数组大小*/

  2. {

  3. int i,j,temp;

  4. for(i=0;i<n-1;i++)

  5. for(j=i+1;j<n;j++) /*注意循环的上下限*/

  6. if(a[i]>a[j]) {

  7. temp=a[i];

  8. a[i]=a[j];

  9. a[j]=temp;

  10. }

  11. }



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”。



(2)“选择法”

选择法循环过程与冒泡法一致,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。


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  1. void choise(int *a,int n)

  2. {

  3. int i,j,k,temp;

  4. for(i=0;i<n-1;i++) {

  5. k=i; /*给记号赋值*/

  6. for(j=i+1;j<n;j++)

  7. if(a[k]>a[j]) k=j; /*是k总是指向最小元素*/

  8. if(i!=k) { /*当k!=i是才交换,否则a[i]即为最小*/

  9. temp=a[i];

  10. a[i]=a[k];

  11. a[k]=temp;

  12. }

  13. }

  14. }


选择法比冒泡法效率更高,但说到高效率,非“快速法”莫属,现在就让我们来了解它。



(3)“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:


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  1. void quick(int *a,int i,int j)

  2. {

  3. int m,n,temp;

  4. int k;

  5. m=i;

  6. n=j;

  7. k=a[(i+j)/2]; /*选取的参照*/

  8. do {

  9. while(a[m]<k&&m<j) m++; /* 从左到右找比k大的元素*/

  10. while(a[n]>k&&n>i) n--; /* 从右到左找比k小的元素*/

  11. if(m<=n) { /*若找到且满足条件,则交换*/

  12. temp=a[m];

  13. a[m]=a[n];

  14. a[n]=temp;

  15. m++;

  16. n--;

  17. }

  18. }while(m<=n);

  19. if(m<j) quick(a,m,j); /*运用递归*/

  20. if(n>i) quick(a,i,n);

  21. }


(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。


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  1. void insert(int *a,int n)

  2. {

  3. int i,j,temp;

  4. for(i=1;i<n;i++) {

  5. temp=a[i]; /*temp为要插入的元素*/

  6. j=i-1;

  7. 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*/

  8. a[j+1]=a[j];

  9. j--;

  10. }

  11. a[j+1]=temp; /*插入*/

  12. }

  13. }


(5)“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:


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  1. void shell(int *a,int n)

  2. {

  3. int i,j,k,x;

  4. k=n/2; /*间距值*/

  5. while(k>=1) {

  6. for(i=k;i<n;i++) {

  7. x=a[i];

  8. j=i-k;

  9. while(j>=0&&x<a[j]) {

  10. a[j+k]=a[j];

  11. j-=k;

  12. }

  13. a[j+k]=x;

  14. }

  15. k/=2; /*缩小间距值*/

  16. }

  17. }


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。




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  1. #include<stdio.h>



  2. /*别偷懒,下面的"..."代表函数体,自己加上去哦!*/

  3. void bubble(int *a,int n)

  4. {

  5. ...

  6. }

  7. void choise(int *a,int n)

  8. {

  9. ...

  10. }

  11. void quick(int *a,int i,int j)

  12. {

  13. ...

  14. }

  15. void insert(int *a,int n)

  16. {

  17. ...

  18. }

  19. void shell(int *a,int n)

  20. {

  21. ...

  22. }



  23. /*为了打印方便,我们写一个print吧。*/[code]

  24. void print(int *a,int n)

  25. {

  26. int i;

  27. for(i=0;i<n;i++)

  28. printf("%5d",a[i]);

  29. printf("\n");

  30. }



  31. main()

  32. { /*为了公平,我们给每个函数定义一个相同数组*/

  33. int a1[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};

  34. int a2[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};

  35. int a3[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};

  36. int a4[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};

  37. int a5[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};



  38. printf("the original list:");

  39. print(a1,10);

  40. printf("according to bubble:");

  41. bubble(a1,10);

  42. print(a1,10);

  43. printf("according to choise:");

  44. choise(a2,10);

  45. print(a2,10);

  46. printf("according to quick:");

  47. quick(a3,0,9);

  48. print(a3,10);

  49. printf("according to insert:");

  50. insert(a4,10);

  51. print(a4,10);

  52. printf("according to shell:");

  53. shell(a5,10);

  54. print(a5,10);

  55. }

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