有人说排序是一个程序员的基本功,下面就介绍一下常见的几种排序算法:
(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:
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 { 4 5 int i,j,temp; 6 7 for(i=0;i<n-1;i++) 8 9 for(j=i+1;j<n;j++) /*注意循环的上下限*/ 10 11 if(a[i]>a[j]) { 12 13 temp=a[i]; 14 15 a[i]=a[j]; 16 17 a[j]=temp; 18 19 } 20 21 }
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。
1 void choise(int *a,int n) 2 3 { 4 5 int i,j,k,temp; 6 7 for(i=0;i<n-1;i++) { 8 9 k=i; /*给记号赋值*/ 10 11 for(j=i+1;j<n;j++) 12 13 if(a[k]>a[j]) k=j; /*是k总是指向最小元素*/ 14 15 if(i!=k) { /*当k!=i是才交换,否则a[i]即为最小*/ 16 17 temp=a[i]; 18 19 a[i]=a[k]; 20 21 a[k]=temp; 22 23 } 24 25 } 26 27 }
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:
1 void quick(int *a,int i,int j) 2 3 { 4 5 int m,n,temp; 6 7 int k; 8 9 m=i; 10 11 n=j; 12 13 k=a[(i+j)/2]; /*选取的参照*/ 14 15 do { 16 17 while(a[m]<k&&m<j) m++; /* 从左到右找比k大的元素*/ 18 19 while(a[n]>k&&n>i) n--; /* 从右到左找比k小的元素*/ 20 21 if(m<=n) { /*若找到且满足条件,则交换*/ 22 23 temp=a[m]; 24 25 a[m]=a[n]; 26 27 a[n]=temp; 28 29 m++; 30 31 n--; 32 33 } 34 35 }while(m<=n); 36 37 if(m<j) quick(a,m,j); /*运用递归*/ 38 39 if(n>i) quick(a,i,n); 40 41 }
(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。
1 void insert(int *a,int n) 2 3 { 4 5 int i,j,temp; 6 7 for(i=1;i<n;i++) { 8 9 temp=a[i]; /*temp为要插入的元素*/ 10 11 j=i-1; 12 13 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*/ 14 15 a[j+1]=a[j]; 16 17 j--; 18 19 } 20 21 a[j+1]=temp; /*插入*/ 22 23 } 24 25 }
(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:
1 void shell(int *a,int n) 2 3 { 4 5 int i,j,k,x; 6 7 k=n/2; /*间距值*/ 8 9 while(k>=1) { 10 11 for(i=k;i<n;i++) { 12 13 x=a[i]; 14 15 j=i-k; 16 17 while(j>=0&&x<a[j]) { 18 19 a[j+k]=a[j]; 20 21 j-=k; 22 23 } 24 25 a[j+k]=x; 26 27 } 28 29 k/=2; /*缩小间距值*/ 30 31 } 32 33 }
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。
1 #include<stdio.h> 2 3 /*别偷懒,下面的"..."代表函数体,自己加上去哦!*/ 4 5 void bubble(int *a,int n) 6 7 { 8 9 ... 10 11 } 12 13 void choise(int *a,int n) 14 15 { 16 17 ... 18 19 } 20 21 void quick(int *a,int i,int j) 22 23 { 24 25 ... 26 27 } 28 29 void insert(int *a,int n) 30 31 { 32 33 ... 34 35 } 36 37 void shell(int *a,int n) 38 39 { 40 41 ... 42 43 } 44 45 /*为了打印方便,我们写一个print吧。*/[code] 46 47 void print(int *a,int n) 48 49 { 50 51 int i; 52 53 for(i=0;i<n;i++) 54 55 printf("%5d",a[i]); 56 57 printf(" "); 58 59 } 60 61 main() 62 63 { /*为了公平,我们给每个函数定义一个相同数组*/ 64 65 int a1[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 66 67 int a2[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 68 69 int a3[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 70 71 int a4[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 72 73 int a5[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 74 75 printf("the original list:"); 76 77 print(a1,10); 78 79 printf("according to bubble:"); 80 81 bubble(a1,10); 82 83 print(a1,10); 84 85 printf("according to choise:"); 86 87 choise(a2,10); 88 89 print(a2,10); 90 91 printf("according to quick:"); 92 93 quick(a3,0,9); 94 95 print(a3,10); 96 97 printf("according to insert:"); 98 99 insert(a4,10); 100 101 print(a4,10); 102 103 printf("according to shell:"); 104 105 shell(a5,10); 106 107 print(a5,10); 108 109 } 110 111