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基于C语言的几种排序算法的分析
相关知识介绍（所有定义只为帮助读者理解相关概念，并非严格定义）：
1、稳定排序和非稳定排序
简单地说就是所有相等的数经过某种排序方法后，仍能保持它们在排序之前的相对次序，我们就
说这种排序方法是稳定的。反之，就是非稳定的。
比如：一组数排序前是a1,a2,a3,a4,a5，其中a2=a4，经过某种排序后为a1,a2,a4,a3,a5，
则我们说这种排序是稳定的，因为a2排序前在a4的前面，排序后它还是在a4的前面。假如变成a1,a4,
a2,a3,a5就不是稳定的了。
2、内排序和外排序
在排序过程中，所有需要排序的数都在内存，并在内存中调整它们的存储顺序，称为内排序；
在排序过程中，只有部分数被调入内存，并借助内存调整数在外存中的存放顺序排序方法称为外排序。
3、算法的时间复杂度和空间复杂度
所谓算法的时间复杂度，是指执行算法所需要的计算工作量。
一个算法的空间复杂度，一般是指执行这个算法所需要的内存空间。
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*/
/*
================================================
功能：选择排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换；
然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换，如此循环
到倒数第二个数和最后一个数比较为止。
选择排序是不稳定的。算法复杂度O(n2)--[n的平方]
=====================================================
*/
void select_sort(int *x, int n)
{
int i, j, min, t;
for (i=0; in-1; i++) /*要选择的次数：0~n-2共n-1次*/
{
min = i; /*假设当前下标为i的数最小，比较后再调整*/
for (j=i+1; jn; j++)/*循环找出最小的数的下标是哪个*/
{
if (*(x+j) *(x+min))
{
min = j; /*如果后面的数比前面的小，则记下它的下标*/
}
}
if (min != i) /*如果min在循环中改变了，就需要交换数据*/
{
t = *(x+i);
*(x+i) = *(x+min);
*(x+min) = t;
}
}
}
/*
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功能：直接插入排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
在要排序的一组数中，假设前面(n-1) [n=2] 个数已经是排
好顺序的，现在要把第n个数插到前面的有序数中，使得这n个数
也是排好顺序的。如此反复循环，直到全部排好顺序。
直接插入排序是稳定的。算法时间复杂度O(n2)--[n的平方]
=====================================================
*/
void insert_sort(int *x, int n)
{
int i, j, t;
for (i=1; in; i++) /*要选择的次数：1~n-1共n-1次*/
{
/*
暂存下标为i的数。注意：下标从1开始，原因就是开始时
第一个数即下标为0的数，前面没有任何数，单单一个，认为
它是排好顺序的。
*/
t=*(x+i);
for (j=i-1; j=0 t*(x+j); j--) /*注意：j=i-1，j--，这里就是下标为i的数，在它前面有序列中找插入位置。*/
{
*(x+j+1) = *(x+j); /*如果满足条件就往后挪。最坏的情况就是t比下标为0的数都小，它要放在最前面，j==-1，退出循环*/
}
*(x+j+1) = t; /*找到下标为i的数的放置位置*/
}
}
/*
================================================
功能：冒泡排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
====================================================
算法思想简单描述：
在要排序的一组数中，对当前还未排好序的范围内的全部数，自上
而下对相邻的两个数依次进行比较和调整，让较大的数往下沉，较
小的往上冒。即：每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要
求相反时，就将它们互换。
下面是一种改进的冒泡算法，它记录了每一遍扫描后最后下沉数的
位置k，这样可以减少外层循环扫描的次数。
冒泡排序是稳定的。算法时间复杂度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; h0; h=k) /*循环到没有比较范围*/
{
for (j=0, k=0; jh; j++) /*每次预置k=0，循环扫描后更新k*/
{
if (*(x+j) *(x+j+1)) /*大的放在后面，小的放到前面*/
{
t = *(x+j);
*(x+j) = *(x+j+1);
*(x+j+1) = t; /*完成交换*/
k = j; /*保存最后下沉的位置。这样k后面的都是排序排好了的。*/
}
}
}
}
/*
================================================
功能：希尔排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
================================================
*/
/*
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算法思想简单描述：
在直接插入排序算法中，每次插入一个数，使有序序列只增加1个节点，
并且对插入下一个数没有提供任何帮助。如果比较相隔较远距离（称为
增量）的数，使得数移动时能跨过多个元素，则进行一次比较就可能消除
多个元素交换。D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中实现
了这一思想。算法先将要排序的一组数按某个增量d分成若干组，每组中
记录的下标相差d.对每组中全部元素进行排序，然后再用一个较小的增量
对它进行，在每组中再进行排序。当增量减到1时，整个要排序的数被分成
一组，排序完成。
下面的函数是一个希尔排序算法的一个实现，初次取序列的一半为增量，
以后每次减半，直到增量为1。
希尔排序是不稳定的。
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*/
void shell_sort(int *x, int n)
{
int h, j, k, t;
for (h=n/2; h0; h=h/2) /*控制增量*/
{
for (j=h; jn; j++) /*这个实际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
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中起止元素的下标
================================================
*/
/*
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算法思想简单描述：
快速排序是对冒泡排序的一种本质改进。它的基本思想是通过一趟
扫描后，使得排序序列的长度能大幅度地减少。在冒泡排序中，一次
扫描只能确保最大数值的数移到正确位置，而待排序序列的长度可能只
减少1。快速排序通过一趟扫描，就能确保某个数（以它为基准点吧）
的左边各数都比它小，右边各数都比它大。然后又用同样的方法处理
它左右两边的数，直到基准点的左右只有一个元素为止。它是由
C.A.R.Hoare于1962年提出的。
显然快速排序可以用递归实现，当然也可以用栈化解递归实现。下面的
函数是用递归实现的，有兴趣的朋友可以改成非递归的。
快速排序是不稳定的。最理想情况算法时间复杂度O(nlog2n)，最坏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标，保证小的放在左边，大的放在右边。这里以下标为low的元素为基准点*/
{
i = low;
j = high;
t = *(x+low); /*暂存基准点的数*/
while (ij) /*循环扫描*/
{
while (ij *(x+j)t) /*在右边的只要比基准点大仍放在右边*/
{
j--; /*前移一个位置*/
}
if (ij)
{
*(x+i) = *(x+j); /*上面的循环退出：即出现比基准点小的数，替换基准点的数*/
i++; /*后移一个位置，并以此为基准点*/
}
while (ij *(x+i)=t) /*在左边的只要小于等于基准点仍放在左边*/
{
i++; /*后移一个位置*/
}
if (ij)
{
*(x+j) = *(x+i); /*上面的循环退出：即出现比基准点大的数，放到右边*/
j--; /*前移一个位置*/
}
}
*(x+i) = t; /*一遍扫描完后，放到适当位置*/
quick_sort(x,low,i-1); /*对基准点左边的数再执行快速排序*/
quick_sort(x,i+1,high); /*对基准点右边的数再执行快速排序*/
}
}
/*
================================================
功能：堆排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
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*/
/*
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算法思想简单描述：
堆排序是一种树形选择排序，是对直接选择排序的有效改进。
堆的定义如下：具有n个元素的序列（h1,h2,...,hn),当且仅当
满足（hi=h2i,hi=2i+1）或（hi=h2i,hi=2i+1）(i=1,2,...,n/2)
时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。
由堆的定义可以看出，堆顶元素（即第一个元素）必为最大项。完全二叉树可以
很直观地表示堆的结构。堆顶为根，其它为左子树、右子树。
初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树，调整它们的存储顺序，
使之成为一个堆，这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点
交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推，直到只有两个节点
的堆，并对它们作交换，最后得到有n个节点的有序序列。
从算法描述来看，堆排序需要两个过程，一是建立堆，二是堆顶与堆的最后一个元素
交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数，二是反复调用渗透函数
实现排序的函数。
堆排序是不稳定的。算法时间复杂度O(nlog2n)。
*/
/*
功能：渗透建堆
输入：数组名称（也就是数组首地址）、参与建堆元素的个数、从第几个元素开始
*/
void sift(int *x, int n, int s)
{
int t, k, j;
t = *(x+s); /*暂存开始元素*/
k = s; /*开始元素下标*/
j = 2*k + 1; /*右子树元素下标*/
while (jn)
{
if (jn-1 *(x+j) *(x+j+1))/*判断是否满足堆的条件：满足就继续下一轮比较，否则调整。*/
{
j++;
}
if (t*(x+j)) /*调整*/
{
*(x+k) = *(x+j);
k = j; /*调整后，开始元素也随之调整*/
j = 2*k + 1;
}
else /*没有需要调整了，已经是个堆了，退出循环。*/
{
break;
}
}
*(x+k) = t; /*开始元素放到它正确位置*/
}
/*
功能：堆排序
输入：数组名称（也就是数组首地址）、数组中元素个数
*/
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); /*堆顶放到最后*/
*(x+0) = *(x+k);
*(x+k) = t;
sift(x,k,0); /*剩下的数再建堆*/
}
}
void main()
{
#define MAX 4
int *p, i, a[MAX];
/*录入测试数据*/
p = a;
printf("Input %d number for sorting :\n",MAX);
for (i=0; iMAX; i++)
{
scanf("%d",p++);
}
printf("\n");
/*测试选择排序*/
p = a;
select_sort(p,MAX);
/**/
/*测试直接插入排序*/
/*
p = a;
insert_sort(p,MAX);
*/
/*测试冒泡排序*/
/*
p = a;
insert_sort(p,MAX);
*/
/*测试快速排序*/
/*
p = a;
quick_sort(p,0,MAX-1);
*/
/*测试堆排序*/
/*
p = a;
heap_sort(p,MAX);
*/
for (p=a, i=0; iMAX; i++)
{
printf("%d ",*p++);
}
printf("\n");
system("pause");
}
c语言中排序方法
1、冒泡排序（最常用）
冒泡排序是最简单的排序方法：原理是：从左到右，相邻元素进行比较。每次比较一轮，就会找到序列中最大的一个或最小的一个。这个数就会从序列的最右边冒出来。（注意每一轮都是从a[0]开始比较的）
以从小到大排序为例，第一轮比较后，所有数中最大的那个数就会浮到最右边；第二轮比较后，所有数中第二大的那个数就会浮到倒数第二个位置……就这样一轮一轮地比较，最后实现从小到大排序。
2、鸡尾酒排序
鸡尾酒排序又称双向冒泡排序、鸡尾酒搅拌排序、搅拌排序、涟漪排序、来回排序或快乐小时排序, 是冒泡排序的一种变形。该算法与冒泡排序的不同处在于排序时是以双向在序列中进行排序。
原理：数组中的数字本是无规律的排放，先找到最小的数字，把他放到第一位，然后找到最大的数字放到最后一位。然后再找到第二小的数字放到第二位，再找到第二大的数字放到倒数第二位。以此类推，直到完成排序。
3、选择排序
思路是设有10个元素a[1]-a[10]，将a[1]与a[2]-a[10]比较，若a[1]比a[2]-a[10]都小，则不进行交换。若a[2]-a[10]中有一个以上比a[1]小，则将其中最大的一个与a[1]交换，此时a[1]就存放了10个数中最小的一个。同理，第二轮拿a[2]与a[3]-a[10]比较，a[2]存放a[2]-a[10]中最小的数，以此类推。
4、插入排序
插入排序是在一个已经有序的小序列的基础上，一次插入一个元素*
一般来说，插入排序都采用in-place在数组上实现。
具体算法描述如下：
⒈ 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
⒉ 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
⒊ 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
⒋ 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
⒌ 将新元素插入到下一位置中
⒍ 重复步骤2~5
数据结构C语言——实现各种排序算法
刚做完的
#include iostream
using namespace std;
void BiInsertsort(int r[], int n) //插入排序（折半）
{
for(int i=2;i=n;i++)
{
if (r[i]r[i-1])
{
r[0] = r[i]; //设置哨兵
int low=1,high=i-1; //折半查找
while (low=high)
{
int mid=(low+high)/2;
if (r[0]r[mid]) high=mid-1;
else low = mid+1;
}
int j;
for (j=i-1;jhigh;j--) r[j+1] = r[j]; //后移
r[j+1] = r[0];
}
}
for(int k=1;k=n;k++) coutr[k]" ";
cout"\n";
}
void ShellSort ( int r[], int n) //希尔排序
{
for(int d=n/2;d=1;d=d/2) //以d为增量进行直接插入排序
{
for (int i=d+1;i=n;i++)
{
r[0] = r[i]; //暂存被插入记录
int j;
for( j=i-d; j0 r[0]r[j]; j=j-d) r[j+d] = r[j]; //记录后移d个位置
r[j+d] = r[0];
}
}
for(int i=1;i=n;i++) coutr[i]" ";
cout"\n";
}
void BubbleSort(int r[], int n) //起泡排序
{
int temp,exchange,bound;
exchange=n; //第一趟起泡排序的范围是r[0]到r[n-1]
while (exchange) //仅当上一趟排序有记录交换才进行本趟排序
{
bound=exchange;
exchange=0;
for (int j=1; jbound; j++) //一趟起泡排序
if (r[j]r[j+1])
{
temp=r[j];
r[j]=r[j+1];
r[j+1]=temp;
exchange=j; //记录每一次发生记录交换的位置
}
}
for(int i=1;i=n;i++) coutr[i]" ";
cout"\n";
}
int Partition(int r[], int first, int end) //快速排序一次划分
{
int i=first; //初始化
int j=end;
r[0]=r[first];
while (ij)
{
while (ij r[0]= r[j]) j--; //右侧扫描
r[i]=r[j];
while (ij r[i]= r[0]) i++; //左侧扫描
r[j]=r[i];
}
r[i]=r[0];
return i; //i为轴值记录的最终位置
}
void QuickSort(int r[], int first, int end) //快速排序
{
if (firstend)
{ //递归结束
int pivot=Partition(r, first, end); //一次划分
QuickSort(r, first, pivot-1);//递归地对左侧子序列进行快速排序
QuickSort(r, pivot+1, end); //递归地对右侧子序列进行快速排序
}
}
void SelectSort(int r[ ], int n) //简单选择排序
{
int i,j,index,temp;
for (i=1; in; i++) //对n个记录进行n-1趟简单选择排序
{
index=i;
for (j=i+1; j=n; j++) //在无序区中选取最小记录
if (r[j]r[index]) index=j;
if (index!=i)
{
temp=r[i];
r[i]=r[index];
r[index]=temp;
}
}
for(i=1;i=n;i++) coutr[i]" ";
cout"\n";
}
void main()
{
const int numv=12;
int a[3][numv]={{0,6,13,19,23,37,39,41,45,48,58,86},{0,86,58,48,45,41,39,37,23,19,13,6},{0,23,13,48,86,19,6,41,58,37,45,39}};
int z1[numv],z2[numv];
int m,n;
cout"请选择测试数据类型：⑴正序 ⑵逆序 ⑶随机 [ 若跳出,请按⑷ ]" endl;
cinm;
while(m0m4)
{
cout"请选择排序算法：⑴直接插入排序 ⑵希尔排序 ⑶冒泡排序 ⑷快速排序 \n ⑸简单选择排序"endl;
cinn;
switch(n)
{
case 1:
cout "直接插入排序前：" "\n";
for(int j=1;jnumv;j++) couta[m-1][j]" ";
cout "\n直接插入排序结果为：" "\n";
BiInsertsort(a[m-1],numv-1);
break;
case 2:
cout "\n希尔排序前：" "\n";
for(int j=1;jnumv;j++) couta[m-1][j]" ";
cout "\n希尔排序结果为：" "\n";
ShellSort(a[m-1], numv-1);
break;
case 3:
cout "\n冒泡排序前：" "\n";
for(int k=1;knumv;k++) couta[m-1][k]" ";
cout "\n冒泡排序结果为：" "\n";
BubbleSort(a[m-1], numv-1);
break;
case 4:
cout "\n快速排序前：" "\n";
for(int j=1;jnumv;j++) couta[m-1][j]" ";
cout "\n快速排序结果为：" "\n";
QuickSort(a[m-1],0,numv-1);
for(int i=1;inumv;i++)
couta[m-1][i]" ";
cout"\n";
break;
case 5:
cout "\n简单选择排序前：" "\n";
for(int j=1;jnumv;j++) couta[m-1][j]" ";
cout "\n简单选择排序结果为：" "\n";
SelectSort(a[m-1],numv-1);
break;
default:
cout"输入错误！"endl;
}
m=0;
cout"请选择测试数据类型：⑴正序 ⑵逆序 ⑶随机 [ 若跳出,请按⑷ ]" endl;
cinm;
}
if(m==4) cout"(*^__^*) 再见！"endl;
else cout"输入错误！"endl;
}
