### 非计算机专业C语言基础算法知识点解析
#### 一、基础知识介绍
本文档针对非计算机专业的学生，旨在帮助他们掌握C语言的基础算法知识，这些知识不仅在考试中经常出现，也是日后学习编程的重要基石。
#### 二、基本概念
- **交换**: 在程序设计中，交换两个变量的值是一项基本操作，尤其是在排序算法中尤为重要。
- **排序**: 排序是指将一组数据按照一定的顺序（升序或降序）排列。排序算法是计算机科学中最基础也最重要的算法之一。
- **查找**: 查找算法用于在数据集中搜索特定元素的位置或者判断元素是否存在。
#### 三、具体算法详解
##### 1. 交换
交换两个变量的值通常是通过第三个临时变量来实现的。例如，将变量`num1`和`num2`的值互换，可以使用以下代码：
```c
int num1 = 1, num2 = 2;
int mid;
mid = num1; // 将num1的值保存到mid
num1 = num2; // 将num2的值赋给num1
num2 = mid; // 将mid中的值（即原来的num1的值）赋给num2
```
**例题:** 输入三个整数`a`、`b`、`c`，按从小到大的顺序输出它们。
```c
#include<stdio.h>
int main() {
int a, b, c, mid;
scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);
if (a > b) {
mid = a;
a = b;
b = mid;
}
if (a > c) {
mid = a;
a = c;
c = mid;
}
if (b > c) {
mid = b;
b = c;
c = mid;
}
printf("%d, %d, %d", a, b, c);
}
```
##### 2. 循环
循环是程序设计中的重要组成部分，通常用来重复执行某段代码直到满足某个条件为止。
- **For循环**: 适用于已知循环次数的情况。
- **While循环**: 适用于不知道循环次数，仅依赖于某个条件的情况。
- **Do-While循环**: 与While循环类似，不同之处在于do-while循环至少会执行一次。
**循环示例:** 输入一个5行6列的二维数组，并输出该数组。
```c
#include<stdio.h>
int main() {
int number[5][6];
int i, j;
for (i = 0; i < 5; i++) {
for (j = 0; j < 6; j++) {
scanf("%d", &number[i][j]);
}
}
for (i = 0; i < 5; i++) {
for (j = 0; j < 6; j++) {
printf("%d ", number[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
```
**循环应用示例:** 计算阶乘。
```c
#include<stdio.h>
int main() {
int num;
int i;
printf("输入一个数：");
scanf("%d", &num);
int result = 1; // 注意：计算积时初始化为1
for (i = 1; i <= num; i++) {
result *= i;
}
printf("%d 的阶乘是：%d\n", num, result);
}
```
**循环图形输出示例:** 输出一个由星号构成的倒三角形。
```c
#include<stdio.h>
int main() {
int i, j, k;
for (i = 1; i < 5; i++) {
for (j = 1; j <= 4 - i; j++) {
printf(" ");
}
for (k = 1; k <= 2 * i - 1; k++) {
printf("*");
}
printf("\n");
}
for (i = 3; i >= 1; i--) {
for (j = 1; j <= 4 - i; j++) {
printf(" ");
}
for (k = 1; k <= 2 * i - 1; k++) {
printf("*");
}
printf("\n");
}
}
```
##### 3. 排序算法
排序算法分为多种，其中简单选择排序和冒泡排序较为基础。
- **简单选择排序**:
- 每次从未排序的部分选出最小（或最大）的元素，存放到已排序序列的末尾。
- 时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。
```c
#include<stdio.h>
#define M 5
int main() {
int b[M], i, j, t, k;
for (i = 0; i < M; i++) {
scanf("%d", &b[i]);
}
for (i = 0; i < M - 1; i++) {
for (k = i, j = i + 1; j < M; j++) {
if (b[k] < b[j]) {
k = j;
}
}
if (i != k) {
t = b[i];
b[i] = b[k];
b[k] = t;
}
}
for (i = 0; i < M; i++) {
printf("%d ", b[i]);
}
printf("\n");
}
```
- **冒泡排序**:
- 重复地走访过要排序的数列，依次比较相邻的两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
- 时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。
```c
#include<stdio.h>
int main() {
int i, j, t;
int a[5];
for (i = 0; i < 5; i++) {
scanf("%d", &a[i]);
}
for (i = 0; i < 5 - 1; i++) {
for (j = 0; j < (5 - 1) - i; j++) {
if (a[j] > a[j + 1]) {
t = a[j];
a[j] = a[j + 1];
a[j + 1] = t;
}
}
}
printf("排序后的数字:");
for (i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", a[i]);
}
printf("\n");
}
```
以上就是非计算机专业学生需要掌握的C语言基础算法知识点总结。通过理解和实践这些基础知识，可以帮助学生们更好地应对相关的考试，并为进一步学习更复杂的编程技术打下坚实的基础。
