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重溫經典排序思想--C語言常用排序全解

編輯:關於C語言
 

1、穩定排序和非穩定排序

 

簡單地說就是所有相等的數經過某種排序方法後,仍能保持它們在排序之前的相對次序,我們就

說這種排序方法是穩定的。反之,就是非穩定的。

比如:一組數排序前是a1,a2,a3,a4,a5,其中a2=a4,經過某種排序後為a1,a2,a4,a3,a5,

則我們說這種排序是穩定的,因為a2排序前在a4的前面,排序後它還是在a4的前面。假如變成a1,a4,

a2,a3,a5就不是穩定的了。

2、內排序和外排序

在排序過程中,所有需要排序的數都在內存,並在內存中調整它們的存儲順序,稱為內排序;

在排序過程中,只有部分數被調入內存,並借助內存調整數在外存中的存放順序排序方法稱為外排序。

3、算法的時間復雜度和空間復雜度

所謂算法的時間復雜度,是指執行算法所需要的計算工作量。

一個算法的空間復雜度,一般是指執行這個算法所需要的內存空間。

 

 

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

 

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為止。

選擇排序是不穩定的。算法復雜度O(n2)--[n的平方]

===========================

*/

void select_sort(int *x, int n)

{

int i, j, min, t;

for (i=0; i< *要選擇的次數:0~n-2共n-1次* i++) >

{

min = i; /*假設當前下標為i的數最小,比較後再調整*/

for (j=i+1; j< *循環找出最小的數的下標是哪個* j++)>

{

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;

}

}

}

/*

======================

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

=================

*/

/*

==============

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。如此反復循環,直到全部排好順序。

 

直接插入排序是穩定的。算法時間復雜度O(n2)--[n的平方]

=============

*/

void insert_sort(int *x, int n)

{

int i, j, t;

for (i=1; i< i++) *要選擇的次數:1~n-1共n-1次*>

{

/*

暫存下標為i的數。注意:下標從1開始,原因就是開始時

第一個數即下標為0的數,前面沒有任何數,單單一個,認為

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--,這裡就是下標為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比下標為0的數都小,它要放在最前面,j==-1,退出循環*/

}

*(x+j+1) = t; /*找到下標為i的數的放置位置*/

}

}

/*

================================================

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

================================================

*/

/*

================

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范圍內的全部數,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。算法時間復雜度O(n2)--[n的平方]

=====================================================

*/

void bubble_sort(int *x, int n)

{

int j, k, h, t;

 

for (h=n-1; h>0; h=k) /*循環到沒有比較范圍*/

{

for (j=0, k=0; j

{

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。*/

}

}

}

}

 

/*

================================================

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

================================================

*/

/*

====================================================

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(稱為

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,初次取序列的一半為增量,

以後每次減半,直到增量為1。

希爾排序是不穩定的。

=====================================================

*/

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< 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;

}

}

}

/*

================================================

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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