C语言之六大排序算法

排序算法

1.直接插入排序

直接插入排序是将原始数据依次从已排好序的序列的最右侧比较起，若小于则向前插，一直插到合适的位置即可。

源代码如下：

1. #include<stdio.h>
2. void sort(int a[],int n);     //函数原型
3. int main(void)
4. {
5. int a[10];
6. int i;
7. for(i=1;i<=10;i++)         //a[0]用作监视哨，所以从1开始存储数据
8. scanf("%d",&a[i]);
9. sort(a,10);
10. for(i=1;i<=10;i++)
11. printf("%-4d",a[i]);
12. printf(" ");
13. }
14. void sort(int a[],int n)
15. {
16. int i,j;
17. for(i=2;i<=n;i++)          //从第二个元素开始和左边的第一个元素进行比较，第一个元素不比较
18. {
19. a[0]=a[i];                     //监视哨
20. j=i-1;                          //j是当前元素左边的第一个元素
21. while(a[0]<a[j])
22. {
23. a[j+1]=a[j];                //移动元素
24. j--;
25. }
26. a[j+1]=a[0];               //插入监视哨的正确位置
27. }
28. }

效果图：

2.希尔排序

希尔排序是在直接插入排序的基础上做的改进，也就是将要排序的序列按固定增量分成若干组，等距离者在同一组中，然后再在组内进行直接插入排序，这里面的固定增量从n/2开始，以后每次缩小到原来的一半。

源代码如下：

1. #include<stdio.h>
2. void shsort(int a[],int n);
3. int main(void)
4. {
5. int a[10];
6. int i;
7. for(i=1;i<=10;i++)
8. scanf("%d",&a[i]);
9. shsort(a,10);
10. for(i=1;i<=10;i++)
11. printf("%-4d",a[i]);
12. printf(" ");
13. }
14. void shsort(int a[],int n)
15. {
16. int i,j,d;
17. d=n/2;                             //设置增量
18. while(d>=1)
19. {
20. for(i=d+1;i<=n;i++)         
21. {
22. a[0]=a[i];                        //设置监视哨
23. j=i-d;                              //对每隔d个距离的元素进行比较
24. while(j>0&&a[0]<a[j])       //j要大于0否则会读取超出数组界限的数据
25. {
26. a[j+d]=a[j];                     //交换元素
27. j=j-d;
28. }
29. a[j+d]=a[0];                    //插入监视哨的正确位置
30. }
31. d/=2;                              //缩小增量
32. }
33. }

效果图：

3.冒泡排序

基本思路：如果要对n个数进行冒泡排序，那么要进行n-1趟比较，在第一趟中要进行n-1次两两比较，在第j趟进行n-j次两两比较，因此采用嵌套for循环

源代码如下：

1. #include<stdio.h>
2. int main(void)
3. {
4. int a[10];
5. int i,j,temp;
6. for(i=0;i<=9;i++)
7. scanf("%d",&a[i]);
8. for(i=0;i<=8;i++)                         //冒泡排序进行n-1趟比较
9. for(j=0;j<10-i;j++)                      //第j趟进行n-j次比较
10. if(a[j]>a[j+1])                             //依次比较相邻数据，将大数据下沉
11. {
12. temp=a[j];
13. a[j]=a[j+1];
14. a[j+1]=temp;
15. }
16. for(i=0;i<=9;i++)
17. printf("%-4d",a[i]);
18. printf(" ");
19. }

效果图：

4.快速排序

快速排序是冒泡排序的一种改进，主要的算法思想是在待排序的n个数据中取第一个数据作为基准值，将所有记录分为3组，使第一组中各数据值均小于或等于基准值，第二组做基准值的数据，第三组各数据值均大于或等于基准值，这便完成了第一趟分隔，然后再对第一组第三组分别重复上述方法。依次类推，直到每组中只有一个记录。

源代码如下：

1. #include<stdio.h>
2. void qusort(int a[],int start,int end);
3. int main(void)
4. {
5. int a[10];
6. int i;
7. for(i=1;i<=10;i++)
8. scanf("%d",&a[i]);
9. qusort(a,1,10);
10. for(i=1;i<=10;i++)
11. printf("%-4d",a[i]);
12. printf(" ");
13. }
14. void qusort(int a[],int start,int end)
15. {
16. int i,j;
17. i=start;
18. j=end;
19. a[0]=a[i];                            //设置基准值
20. while(i<j)                             //设置循环退出条件
21. {
22. while(i<j&&a[0]<a[j])           //从右边查找第一个小于基准值的元素
23. j--;
24. if(i<j)                                 //交换元素
25. { 
26. a[i]=a[j];                            
27. i++;                                  //i向后移动一格
28. }
29. while(i<j&&a[0]>a[i])          //从左边查找第一个大于基准值的元素
30. i++; 
31. if(i<j)
32. {
33. a[j]=a[i];
34. j--;
35. }
36. a[i]=a[0];                         //把基准值插入合适的位置
37. }
38. if(start<i)
39. qusort(a,start,j-1);           //对第一组进行排序
40. if(i<end)
41. qusort(a,j+1,end);           //对第三组进行排序
42. }

效果图：

5.选择排序

选择排序的基本算法是从待排序的区间中经过选择和交换后选出最小的数值存放到a[0]中，再将剩余的未排序区间中经过选择和交换后选出最小的数值存放到a[1]中，依次类推

源代码如下：

1. #include<stdio.h>
2. int main(void)
3. {
4. int a[10];
5. int i,j,temp;
6. for(i=0;i<=9;i++)
7. scanf("%d",&a[i]);
8. for(i=0;i<=8;i++)                          //i到数组倒数第二个元素为止
9. for(j=i+1;j<=9;j++)                     //j从i右边第一个元素开始
10. if(a[i]>a[j])                                  //交换元素
11. {
12. temp=a[i];
13. a[i]=a[j];
14. a[j]=temp;
15. }
16. for(i=0;i<=9;i++)
17. printf("%-4d",a[i]);
18. printf(" ");
19. }

效果图：

6.归并排序

归并是将两个或多个有序记录序列合并成一个有序序列。归并方法有多种，一次对两个有序记录序列进行归并，称为二路归并排序，也有三路以及多路。
步骤如下：
一、将N个记录看成是N个长度为1的有序子表。
二、将两两相邻的有序子表进行归并。
三、重复步骤二，直到归并成一个长度为N的有序表。

源代码如下：

1. #include<stdio.h>
2. void merge_sort(int r[],int s[],int m, int n);
3. void merge(int t[],int s[],int x1,int x2,int x3);
4. int main(void)
5. {
6. int a[10];
7. int i;
8. for(i=1;i<=10;i++)
9. scanf("%d",&a[i]);
10. merge_sort(a,a,1,10);
11. for(i=1;i<=10;i++)
12. printf("%-4d",a[i]);
13. printf(" ");
14. }
15. void merge_sort(int r[],int s[],int m, int n)
16. {
17. int t[20],p;
18. if(m==n)
19. s[m]=r[m];                                           //将数据存放到数组s中
20. else
21. {
22. p=(m+n)/2;                                          //p用来划分序列
23. merge_sort(r,t,m,p);                      //对前一个序列进行排序，将r[m]~r[p]归并成有序的t[m]~t[p]
24. merge_sort(r,t,p+1,n);                  //对后一个序列进行排序，将r[p+1]~r[n]归并成有序的t[p+1]~t[n]
25. merge(t,s,m,p,n);                                 //对两部分序列进行归并，将排好序的元素放入数组s中 
26. }
27. }
28. void merge(int t[],int s[],int x1,int x2,int x3)
29. {
30. int i,j,k;
31. i=x1;                                           //第一部分的开始位置
32. j=x2+1;                                      //第二部分的开始位置
33. k=x1;                                         //标记开始位置
34. while(i<=x2&&j<=x3)                   
35. {
36. if(t[i]<=t[j])
37. {
38. s[k]=t[i];
39. k++;
40. i++;
41. }
42. else
43. {
44. s[k]=t[j];
45. k++;
46. j++;
47. }
48. }
49. while(i<=x2)
50. s[k++]=t[i++];
51. while(j<=x3)
52. s[k++]=t[j++];
53. }

效果图：