基本排序(回顧排序)


冒泡排序

/*
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 功能:冒泡排序
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、數組中元素個數
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*/
/*
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算法思想簡單描述:
	在要排序的一組數中,對當前還未排好序的範圍內的全部數,自上
	而下對相鄰的兩個數依次進行比較和調整,讓較大的數往下沉,較
	小的往上冒。即:每當兩相鄰的數比較後發現它們的排序與排序要
	求相反時,就將它們互換。
	
	下面是一種改進的冒泡算法,它記錄了每一遍掃描後最後下沉數的
	位置k,這樣可以減少外層循環掃描的次數。
	冒泡排序是穩定的。算法時間複雜度O(n2)--[n的平方]
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*/
void bubble_sort(int *x, int n)
{
	int j, k, h, t;
	for (h = n - 1; h > 0; h = k)			/*循環到沒有比較範圍*/
	{
		for (j = 0, k = 0; j < h; j++)		/*每次預置k=0,循環掃描後更新k*/
		{
			if (*(x + j) > *(x + j + 1))	/*大的放在後面,小的放到前面*/
			{
				t = *(x + j);
				*(x + j) = *(x + j + 1);
				*(x + j + 1) = t;			/*完成交換*/
				k = j;						/*保存最後下沉的位置。這樣k後面的都是排序排好了的。*/
			}
		}
	}
}


選擇排序

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 功能:選擇排序
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、數組中元素個數
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*/
/*
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算法思想簡單描述:
	在要排序的一組數中,選出最小的一個數與第一個位置的數交換;
	然後在剩下的數當中再找最小的與第二個位置的數交換,如此循環
	到倒數第二個數和最後一個數比較爲止。 
	選擇排序是不穩定的。算法複雜度O(n2)--[n的平方]
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*/
void select_sort(int *x, int n)
{
	int i, j, min, t;
	for (i = 0; i < n - 1; i++)			/*要選擇的次數:0~n-2共n-1次*/
	{
		min = i;						/*假設當前下標爲i的數最小,比較後再調整*/
		for (j = i + 1; j < n; j++)		/*循環找出最小的數的下標是哪個*/
		{
			if (*(x + j) < *(x + min))
			{
				min = j;				/*如果後面的數比前面的小,則記下它的下標*/
			}
		}
		if (min != i)					/*如果min在循環中改變了,就需要交換數據*/
		{
			t = *(x + i);
			*(x + i) = *(x + min);
			*(x + min) = t;
		}
	}
}
插入排序

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 功能:直接插入排序
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、數組中元素個數
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*/
/*
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算法思想簡單描述:
	在要排序的一組數中,假設前面(n-1) [n>=2] 個數已經是排
	好順序的,現在要把第n個數插到前面的有序數中,使得這n個數
	也是排好順序的。如此反覆循環,直到全部排好順序。
 
	直接插入排序是穩定的。算法時間複雜度O(n2)--[n的平方]
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*/
void insert_sort(int *x, int n)
{
	int i, j, t;
	for (i = 1; i < n; i++)								/*要選擇的次數:1~n-1共n-1次*/
	{
			/*
				暫存下標爲i的數。注意:下標從1開始,原因就是開始時
				第一個數即下標爲0的數,前面沒有任何數,單單一個,認爲
				它是排好順序的。
			*/
		t = *(x + i);
		for (j = i - 1; j >= 0 && t < *(x + j); j--)	/*注意:j=i-1,j--,這裏就是下標爲i的數,在它前面有序列中找插入位置。*/
		{
			*(x + j + 1) = *(x + j);					/*如果滿足條件就往後挪。最壞的情況就是t比下標爲0的數都小,它要放在最前面,j==-1,退出循環*/
		}
		*(x + j + 1) = t;								/*找到下標爲i的數的放置位置*/
	}
}


希爾排序

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 功能:希爾排序
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、數組中元素個數
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*/
/*
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算法思想簡單描述:
 
	在直接插入排序算法中,每次插入一個數,使有序序列只增加1個節點,
	並且對插入下一個數沒有提供任何幫助。如果比較相隔較遠距離(稱爲
	增量)的數,使得數移動時能跨過多個元素,則進行一次比較就可能消除
	多個元素交換。D.L.shell於1959年在以他名字命名的排序算法中實現
	了這一思想。算法先將要排序的一組數按某個增量d分成若干組,每組中
	記錄的下標相差d.對每組中全部元素進行排序,然後再用一個較小的增量
	對它進行,在每組中再進行排序。當增量減到1時,整個要排序的數被分成
	一組,排序完成。
	
	下面的函數是一個希爾排序算法的一個實現,初次取序列的一半爲增量,
	以後每次減半,直到增量爲1。
	希爾排序是不穩定的。
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*/
void shell_sort(int *x, int n)
{
	int h, j, k, t;
	for (h = n / 2; h > 0; h = h / 2)			/*控制增量*/
	{
		for (j = h; j < n; j++)			/*這個實際上就是上面的直接插入排序*/
		{
			t = *(x + j);
			for (k = j - h; (k >= 0 && t < *(x + k)); k -= h)
			{
				*(x + k + h) = *(x + k);
			}
			*(x + k + h) = t;
		}
	}
}

快速排序

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 功能:快速排序
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、數組中起止元素的下標
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*/
/*
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算法思想簡單描述:
	快速排序是對冒泡排序的一種本質改進。它的基本思想是通過一趟
	掃描後,使得排序序列的長度能大幅度地減少。在冒泡排序中,一次
	掃描只能確保最大數值的數移到正確位置,而待排序序列的長度可能只
	減少1。快速排序通過一趟掃描,就能確保某個數(以它爲基準點吧)
	的左邊各數都比它小,右邊各數都比它大。然後又用同樣的方法處理
	它左右兩邊的數,直到基準點的左右只有一個元素爲止。它是由
	C.A.R.Hoare於1962年提出的。
	
	顯然快速排序可以用遞歸實現,當然也可以用棧化解遞歸實現。下面的
	函數是用遞歸實現的,有興趣的朋友可以改成非遞歸的。
	快速排序是不穩定的。最理想情況算法時間複雜度O(nlog2n),最壞O(n2)
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*/
void quick_sort(int *x, int low, int high)
{
	int i, j, t;
	if (low < high)		/*要排序的元素起止下標,保證小的放在左邊,大的放在右邊。這裏以下標爲low的元素爲基準點*/
	{
		i = low;
		j = high;
		t = *(x + low);		/*暫存基準點的數*/
		while (i < j)		/*循環掃描*/
		{
			while (i < j && *(x + j) > t)		/*在右邊的只要比基準點大仍放在右邊*/
			{
				j--;							/*前移一個位置*/
			}
			if (i<j) 
			{
				*(x + i) = *(x + j);			/*上面的循環退出:即出現比基準點小的數,替換基準點的數*/
				i++;							/*後移一個位置,並以此爲基準點*/
			}
			while (i < j && *(x + i) <= t)		/*在左邊的只要小於等於基準點仍放在左邊*/
			{
				i++;							/*後移一個位置*/
			}
			if (i < j)
			{
				*(x + j) = *(x + i);			/*上面的循環退出:即出現比基準點大的數,放到右邊*/
				j--;							/*前移一個位置*/
			}
		}
		*(x + i) = t;							/*一遍掃描完後,放到適當位置*/
		quick_sort(x, low, i - 1);				/*對基準點左邊的數再執行快速排序*/
		quick_sort(x, i + 1, high);				/*對基準點右邊的數再執行快速排序*/
	}
}

堆排序

/*
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 功能:堆排序
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、數組中元素個數
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*/
/*
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算法思想簡單描述:
	堆排序是一種樹形選擇排序,是對直接選擇排序的有效改進。
	堆的定義如下:具有n個元素的序列(h1,h2,...,hn),當且僅當
	滿足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1)(i=1,2,...,n/2)
	時稱之爲堆。在這裏只討論滿足前者條件的堆。
	由堆的定義可以看出,堆頂元素(即第一個元素)必爲最大項。完全二叉樹可以
	很直觀地表示堆的結構。堆頂爲根,其它爲左子樹、右子樹。
	初始時把要排序的數的序列看作是一棵順序存儲的二叉樹,調整它們的存儲順序,
	使之成爲一個堆,這時堆的根節點的數最大。然後將根節點與堆的最後一個節點
	交換。然後對前面(n-1)個數重新調整使之成爲堆。依此類推,直到只有兩個節點
	的堆,並對它們作交換,最後得到有n個節點的有序序列。
	從算法描述來看,堆排序需要兩個過程,一是建立堆,二是堆頂與堆的最後一個元素
	交換位置。所以堆排序有兩個函數組成。一是建堆的滲透函數,二是反覆調用滲透函數
	實現排序的函數。
	堆排序是不穩定的。算法時間複雜度O(nlog2n)。
*/
/*
 功能:滲透建堆
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、參與建堆元素的個數、從第幾個元素開始
*/
void sift(int *x, int n, int s)
{
	int t, k, j;
	t = *(x + s);			/*暫存開始元素*/
	k = s;					/*開始元素下標*/
	j = 2 * k + 1;			/*右子樹元素下標*/
	while (j < n)
	{
		if (j < n - 1 && *(x + j) < *(x + j + 1))		/*判斷是否滿足堆的條件:滿足就繼續下一輪比較,否則調整。*/
		{
			j++;
		}
		if (t < *(x + j))								/*調整*/
		{
			*(x + k) = *(x + j);
			k = j;										/*調整後,開始元素也隨之調整*/
			j = 2 * k + 1;
		}
		else											/*沒有需要調整了,已經是個堆了,退出循環。*/
		{
			break;
		}
	}
	*(x + k) = t; /*開始元素放到它正確位置*/
}

/*
 功能:堆排序
 輸入:數組名稱(也就是數組首地址)、數組中元素個數
*/
void heap_sort(int *x, int n)
{
	int i, k, t;
	int *p;
	for (i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
	{
		sift(x, n, i);				/*初始建堆*/
	}
	for (k = n - 1; k >= 1; k--)
	{
		t = *(x + 0);				/*堆頂放到最後*/
		*(x + 0) = *(x + k);
		*(x + k) = t;
		sift(x, k, 0);				/*剩下的數再建堆*/ 
	}
}

測試函數

// 打印數組方法
void printArray(int *number, int n)
{
	int i = 0;
	for(i = 0; i < n; i++)
	{
		printf("%d ", number[i]);
	}
	printf("\n");
}

void main()
{
	// 隨便的數值
	int number[] = {5, 65, 56, 89, 797, 54, 68, 79, 103};
	printArray(number, sizeof(number) / sizeof(int));
	/*換排序算法*/
	//heap_sort(number, sizeof(number) / sizeof(int));
	//quick_sort(number, 0, sizeof(number) / sizeof(int) - 1);
	printArray(number, sizeof(number) / sizeof(int));
}



希望對大家有幫助,我也是在複習中。





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