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五种C语言非数值计算的常用经典排序算法

  • By admin
  • Oct 31, 2023 - 2 min read



引言

排序算法是计算机科学中常见的算法问题。在编程过程中,我们经常需要对一系列数据进行排序以便更好地处理和管理。在C语言中,有许多经典的排序算法可以选择。本文将介绍五种C语言非数值计算的常用经典排序算法。

冒泡排序

冒泡排序(Bubble Sort)是最简单的排序算法之一。它通过比较相邻的元素,并依次交换位置,使较大(或较小)的元素逐渐前(或后)移,从而达到排序的目的。冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。

void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {
        for (int j = 0; j < n-i-1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
    }
}

选择排序

选择排序(Selection Sort)每次将待排序序列中的最小(或最大)元素放到已排序序列的末尾,直到全部元素排序完毕。选择排序的时间复杂度为O(n^2)。

void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {
        int minIdx = i;
        for (int j = i+1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIdx]) {
                minIdx = j;
            }
        }
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIdx];
        arr[minIdx] = temp;
    }
}

插入排序

插入排序(Insertion Sort)每次将一个待排序元素插入到已排序序列中的适当位置,直到全部元素排序完毕。插入排序的时间复杂度为O(n^2)。

void insertionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

快速排序

快速排序(Quick Sort)是一种分治的排序算法。通过选取一个基准元素,将序列分为比基准小的部分和比基准大的部分,然后对这两部分分别进行快速排序,最终得到一个有序序列。快速排序的时间复杂度为O(nlogn)。

int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    return i + 1;
}

void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

归并排序

归并排序(Merge Sort)采用分治策略将待排序序列递归地分成两个子序列,分别进行排序,最后将两个有序子序列合并成一个有序序列。归并排序的时间复杂度为O(nlogn)。

void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;
    int L[n1], R[n2];

    for (int i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[left + i];
    for (int j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[mid + 1 + j];

    int i = 0;
    int j = 0;
    int k = left;

    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        }
        else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }

    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }

    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void mergeSort(int arr[], int left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        mergeSort(arr, left, mid);
        mergeSort(arr, mid + 1, right);
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

以上就是五种C语言非数值计算的常用经典排序算法,分别是冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。在实际应用中,选择合适的排序算法能够提高程序的效率和性能。