排序算法分为内部排序和外部排序，我们经常说的排序算法就是内部排序
内部排序：数据记录在内存中进行排序
外部排序：排序的数据很大，一次性不能容纳全部的排序记录，在排序的过程中需要访问外存
稳定排序算法：相同的元素位置没有被改变
我们将要了解的排序算法如下：
交换排序：冒泡排序（可以是稳定，可以是不稳定），快速排序（不稳定）
选择排序：简单选择排序（不稳定），堆排序
插入排序：直接插入排序，希尔排序
归并排序
现在我们先来了解一下我们交换排序中的冒泡排序算法
冒泡排序
思想：
- 比较相邻的元素，如果前一个比后一个大，就把它们两个调换位置。
- 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
- 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
- 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
代码如下：
1 #include<stdio.h> 2 int a[5]; 3 void swap(int a[],int i,int j) 4 { 5 int t=a[i]; 6 a[i]=a[j]; 7 a[j]=t; 8 } 9 void Bubblesort(int a[],int n) 10 { 11 int i,j; 12 for(i=0;i<n;i++) 13 { 14 for(j=i;j<n;j++) 15 { 16 if(a[i]>a[j]) 17 { 18 swap(a,i,j); 19 } 20 } 21 } 22 } 23 int main() 24 { 25 int i; 26 for(i=0;i<5;i++) 27 { 28 scanf("%d",&a[i]); 29 } 30 Bubblesort(a,5); 31 for(i=0;i<5;i++) 32 { 33 printf("%d\n",a[i]); 34 } 35 return 0; 36 }
冒泡排序是最容易了解和掌握的排序算法，但是对于多元素的数据排序是没有效率的，但是冒泡排序也是可以改进的，下面我们看看冒泡排序的改进算法——鸡尾酒排序
此算法与冒泡排序算法的不同在于从上到下又从下到上，而冒泡排序仅仅是从上到下
下面我们看看鸡尾酒排序的算法
1 #include<stdio.h> 2 int a[5]; 3 void swap(int a[],int i,int j) 4 { 5 int t=a[i]; 6 a[i]=a[j]; 7 a[j]=t; 8 } 9 void Bubblesort(int a[],int n) 10 { 11 int i; 12 int l=0,r=n-1; 13 while(l<r) 14 { 15 for(i=l;i<r;i++) 16 { 17 if(a[i]>a[i+1])//max,down将最大值放到底部 18 { 19 swap(a,i,i+1); 20 } 21 } 22 r--;//因为是放到底部所以是r-- 23 for(i=r;i>l;i--) 24 { 25 if(a[i-1]>a[i])//min up将最小值放到顶部 26 { 27 swap(a,i-1,i); 28 } 29 } 30 l++;//放到底部，所以l++ 31 } 32 } 33 int main() 34 { 35 int i; 36 for(i=0;i<5;i++) 37 { 38 scanf("%d",&a[i]); 39 } 40 Bubblesort(a,5); 41 for(i=0;i<5;i++) 42 { 43 printf("%d\n",a[i]); 44 } 45 return 0; 46 }
下面我们看看交换排序中的快速排序
快速排序：
思想：
快速排序主要运用的是递归的思想
快速排序采用分冶法将一个序列分为两个子序列
1.从序列中挑取一个元素作为基准元素
2.把所有比基准小的元素放基准元素的前面，把比基准元素大的放基准元素的后面，相同的可以方任意一边，这个操作叫做分区操作
3.对每个分区递归进行操作1，2，递归结束的条件是序列大小为0或者1。
代码如下：
1 #include<stdio.h> 2 #define p 10 3 int a[p]; 4 void swap(int a[],int i,int j) 5 { 6 int t=a[i]; 7 a[i]=a[j]; 8 a[j]=t; 9 } 10 int Divide(int a[],int l,int r)//划分序列 11 { 12 int benchmark=a[r];//确定基准元素 13 int tail=l-1;//初始化 14 int i; 15 for(i=l;i<r;i++)//遍历除了基准元素以外的全部元素 16 { 17 if(a[i]<=benchmark)//把小于基准元素的放左边 18 { 19 swap(a,++tail,i); 20 } 21 } 22 swap(a,tail+1,r);//把基准元素放到所有比基准元素小的元素后边 23 return tail+1;//返回索引 24 } 25 void Quicksort(int a[],int l,int r) 26 { 27 if(l>=r)//存在序列大小为0或者为1 28 return; 29 int index=Divide(a,l,r);//第一次初始化划分序列，且确定基准元素 30 Quicksort(a,l,index-1); 31 Quicksort(a,index+1,r); 32 } 33 int main() 34 { 35 int i; 36 for(i=0;i<p;i++) 37 { 38 scanf("%d",&a[i]); 39 } 40 Quicksort(a,0,p-1); 41 for(i=0;i<p;i++) 42 { 43 printf("%d\n",a[i]); 44 } 45 return 0; 46 }
下面我们来看看选择排序，先看看选择排序中的简单的选择排序
简单选择排序：
思想:
简单选择排序就是遍历元素，找到当且元素最大或者最小的拿出来，放到自己数组头部，后面找到的数组放数组第1位，2位，以此类推，然后遍历范围减1，一直循环下去，直到遍历范围为1
但是我们要注意简单选择排序和冒泡排序的区别：冒泡排序是相邻的两个元素交换，而选择排序则不是
话不多说，下面我们直接看代码：
1 #include<stdio.h> 2 #define p 10 3 int a[p]; 4 void swap(int a[],int i,int j) 5 { 6 int t=a[i]; 7 a[i]=a[j]; 8 a[j]=t; 9 } 10 void selectsort(int a[],int n) 11 { 12 int i,j,min; 13 for(i=0;i<n;i++) 14 { 15 min=i;//假定最小元素的位置 16 for(j=i+1;j<n;j++)//遍历最小元素后面的元素，找到第最小元素的位置 17 { 18 if(a[min]>a[j]) 19 { 20 min=j; 21 } 22 } 23 if(min!=i)//交换 24 { 25 swap(a,min,i); 26 } 27 } 28 } 29 int main() 30 { 31 int i; 32 for(i=0;i<p;i++) 33 { 34 scanf("%d",&a[i]); 35 } 36 selectsort(a,p); 37 for(i=0;i<p;i++) 38 { 39 printf("%d\n",a[i]); 40 } 41 return 0; 42 }
下面我们来看看选择排序中的堆排序：
堆排序：
堆排序要借助于堆这种数据结构，主要分两步走，第一步是构造初始堆，第二个输出堆顶元素之后堆怎么调整
我们以大定堆为例：要求其中父节点的值总是大于子节点
1 #include<stdio.h> 2 #define p 10 3 int a[p]; 4 void swap(int a[],int i,int j) 5 { 6 int t=a[i]; 7 a[i]=a[j]; 8 a[j]=t; 9 } 10 int Adjustment(int a[],int i,int size)//堆的调整 11 { 12 int left_child=2*i+1; 13 int right_child=2*i+2;//确定左右孩子位置 14 int max=i;//若孩子大于父亲，则交换 15 if(left_child<size&&a[left_child]>a[max]) 16 max=left_child; 17 if(right_child<size&&a[right_child]>a[max]) 18 max=right_child; 19 if(max!=i) 20 { 21 swap(a,max,i); 22 Adjustment(a,max,size); 23 } 24 } 25 int BuildHeap(int a,int n) 26 { 27 int size=n; 28 int i; 29 for(i=size/2-1;i>=0;i--)//建立最大堆 30 { 31 Adjustment(a,i,size); 32 } 33 return size; 34 } 35 void Heapsort(int a,int n)//堆排序算法 36 { 37 int size=BuildHeap(a,n); 38 while(size>1) 39 { 40 swap(a,0,--size);//将堆顶元素与最末尾的元素进行交换，升序排列 41 Adjustment(a,0,size); 42 } 43 } 44 int main() 45 { 46 int i; 47 for(i=0;i<p;i++) 48 { 49 scanf("%d",&a[i]); 50 } 51 Heapsort(a,p); 52 for(i=0;i<p;i++) 53 { 54 printf("%d\n",a[i]); 55 } 56 return 0; 57 }