C语言排列数据大小算法

根据给定文件中的标题、描述、标签以及部分内容，本文将详细介绍C语言中用于排列数据大小的几种典型算法：冒泡排序、选择排序、快速排序、插入排序和希尔排序。 ### 冒泡排序（Bubble Sort） 冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。遍历数列的工作是重复进行的，直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。冒泡排序的基本思想是从数组的第一个元素开始，比较相邻元素的大小，如果前一个元素大于后一个元素，则交换这两个元素的位置。这个过程会一直重复，直到最后一个元素。这样，最大的元素就会被移动到数列的末尾。然后再从头开始重复这个过程，直到整个数列排序完毕。 ```c void bubble(int *a, int n) { int i, j, temp; for (i = 0; i < n - 1; i++) for (j = i + 1; j < n; j++) /* 比较 */ if (a[i] > a[j]) { temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; } } ``` ### 选择排序（Selection Sort） 选择排序的思想是遍历整个数组找到最小（或最大）的元素，并将其放到数组的起始位置；然后在剩下的元素中重复此过程，直到整个数组排序完成。具体步骤如下： 1. 遍历数组，找到最小值的索引。 2. 将找到的最小值与数组的第一个元素交换。 3. 从第二个元素开始重复上述步骤，直到整个数组排序完成。 ```c void choise(int *a, int n) { int i, j, k, temp; for (i = 0; i < n - 1; i++) { k = i; /* 假设当前索引是最小值 */ for (j = i + 1; j < n; j++) if (a[k] > a[j]) k = j; /* 更新最小值的索引 */ if (i != k) { /* 如果最小值不是当前元素 */ temp = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = temp; } } } ``` ### 快速排序（Quick Sort） 快速排序是一种非常高效的排序算法，它的基本思想是分而治之。通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。 ```c void quick(int *a, int i, int j) { int m, n, temp, k; m = i; n = j; k = a[(i + j) / 2]; /* 选取中间值作为基准 */ do { while (a[m] < k && m < j) m++; /* 找到大于等于基准的元素 */ while (a[n] > k && n > i) n--; /* 找到小于等于基准的元素 */ if (m <= n) { /* 交换这两个元素 */ temp = a[m]; a[m] = a[n]; a[n] = temp; m++; n--; } } while (m <= n); if (m < j) quick(a, m, j); /* 递归处理右半部分 */ if (n > i) quick(a, i, n); /* 递归处理左半部分 */ } ``` ### 插入排序（Insertion Sort） 插入排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到O(1)的额外空间的排序），因而在从序列的部分有序状况下，可以提高其效率。 ```c void insert(int *a, int n) { int i, j, temp; for (i = 1; i < n; i++) { temp = a[i]; /* 待插入的元素 */ j = i - 1; while (j >= 0 && temp < a[j]) { /* 寻找合适的位置 */ a[j + 1] = a[j]; j--; } a[j + 1] = temp; } } ``` ### 希尔排序（Shell Sort） 希尔排序是基于插入排序的，但是通过减少插入排序中比较和移动元素的次数来提高性能。希尔排序是不稳定排序算法。希尔排序的主要思想是先将整个待排序的记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序，具体算法描述如下： 1. 选择一个增量序列t1，t2，…，tk，其中ti > tj，tk = 1； 2. 按增量序列个数k，对序列进行k 趟排序； 3. 每趟排序，根据对应的增量ti，将待排序列分割成若干长度为m 的子序列，分别对各子表进行直接插入排序。仅增量因子为1时，整个序列作为一个表来处理，表长度即为整个序列的长度。 ```c void shell(int *a, int n) { int i, j, k, x; k = n / 2; /* 初始化增量 */ while (k >= 1) { for (i = k; i < n; i++) { x = a[i]; j = i - k; while (j >= 0 && x < a[j]) { a[j + k] = a[j]; j -= k; } a[j + k] = x; } k /= 2; /* 减少增量 */ } } ``` 以上介绍了五种常用的排序算法，并给出了每种算法的具体实现代码。这些排序算法各有特点，在不同的应用场景下有不同的适用性。理解这些算法的原理及其实现可以帮助开发者在实际开发中更灵活地选择合适的排序算法。