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五种C语言非数值计算的常用经典排序算法

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摘要:排序是计算机的一种操作方法,其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列,主要分为内部排序和外部排序。

排序

排序是计算机的一种操作方法,其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列,主要分为内部排序和外部排序。

(1)冒泡排序(起泡排序)

冒泡排序(Bubble Sort),其基本思路是,对于一组要排序的元素列,依次比较相邻的两个数,将比较小的数放在前面,比较大的数放在后面,如此继续,直到比较到最后的两个数,将小数放在前面,大数放在后面,重复步骤,直至全部排序完成。

优点:稳定;

缺点:慢,每次只能移动相邻两个数据。

假设要对含有n个数的序列进行升序排列,冒泡排序算法步骤是:

①从存放序列的数组中的第一个元素开始到最后一个元素,依次对相邻两数进行比较,若前者大后者小,则交换两数的位置;

②第①趟结束后,最大数就存放到数组的最后一个元素里了,然后从第一个元素开始到倒数第二个元素,依次对相邻两数进行比较,若前者大后者小,则交换两数的位置;

③重复步骤①n-1趟,每趟比前一趟少比较一次,即可完成所求。

1、任意读入10个整数,将其用冒泡法按升序排列后输出。


  
  1. #define n 10
  2. void main()
  3. {
  4. int a[n],i,j,t;
  5. for(i= 0;i<n;i++)
  6. scanf( "%d",&a[i]);
  7. for(j= 1;j<=n -1;j++) /*n个数处理n-1趟*/
  8. for(i= 0;i<=n -1-j;i++) /*每趟比前一趟少比较一次*/
  9. if(a[i]>a[i+ 1])
  10. {
  11. t=a[i];
  12. a[i]=a[i+ 1];
  13. a[i+ 1]=t;
  14. }
  15. for(i= 0;i<n;i++)
  16. printf( "%d\n",a[i]);
  17. }

2、传统方法:


  
  1. #include <stdio.h>
  2. void main()
  3. {
  4. int a[ 11],i,j,t;
  5. printf( "Input 10 numbers:\n");
  6. for(i= 1;i< 11;i++)
  7. {
  8. scanf( "%d",&a[i]);
  9. }
  10. printf( "\n");
  11. for(j= 1;j<= 9;j++)
  12. for(i= 1;i<= 10-j;i++)
  13. if(a[i]>a[i+ 1])
  14. {
  15. t=a[i];
  16. a[i]=a[i+ 1];
  17. a[i+ 1]=t;
  18. }
  19. printf( "The sorted numbers:\n");
  20. for(i= 1;i< 11;i++)
  21. printf( "%d ",a[i]);
  22. }

(2)选择法排序

选择排序法是每一趟在n-i+1(i=1,2,…n-1)个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列中第i个记录。基于此思想的算法主要有简单选择排序、树型选择排序和堆排序。

优点:移动数据的次数已知(n-1次);

缺点:比较次数多,不稳定。

选择法排序是相对好理解的排序算法。假设要对含有n个数的序列进行升序排列,算法步骤是:

①从数组存放的n个数中找出最小数的下标(算法见下面的“求最值”),然后将最小数与第1个数交换位置;

②除第1个数以外,再从其余n-1个数中找出最小数(即n个数中的次小数)的下标,将此数与第2个数交换位置;

③重复步骤①n-1趟,即可完成所求。

1、任意读入10个整数,将其用选择法按升序排列后输出。


  
  1. #include <stdio.h>
  2. #define n 10
  3. void main()
  4. {
  5. int a[n],i,j,k,t;
  6. for(i= 0;i<n;i++) scanf( "%d",&a[i]);
  7. for(i= 0;i<n -1;i++) /*处理n-1趟*/
  8. {
  9. k = i;
  10. /*总是假设此趟处理的第一个(即全部数的第i个)数最小,k记录其下标*/
  11. for(j=i+ 1;j<n;j++)
  12. if(a[j] < a[k])
  13. k = j;
  14. if (k != i)
  15. {
  16. t = a[i];
  17. a[i] = a[k];
  18. a[k] = t;
  19. }
  20. }
  21. for(i= 0;i<n;i++)
  22. printf( "%d\n",a[i]);
  23. }

2、传统方法:


  
  1. #include <stdio.h>
  2. void main()
  3. { int a[ 11],i,j,k,x;
  4. printf( "Input 10 numbers:\n");
  5. for(i= 1;i<= 10;i++)
  6. scanf( "%d",&a[i]);
  7. printf( "\n");
  8. for(i= 1;i<= 10;i++)
  9. { k=i;
  10. for(j=i+ 1;j<= 10;j++)
  11. if(a[j]<a[k]) k=j;
  12. if(i!=k)
  13. {
  14. x=a[i];
  15. a[i]=a[k];
  16. a[k]=x;
  17. }
  18. }
  19. printf( "The sorted numbers:\n");
  20. for(i= 1;i<= 10;i++)
  21. printf( "%d ",a[i]);
  22. }

函数法:


  
  1. #include <stdio.h>
  2. void sort(int array[],int n)
  3. { int i,j,k,t;
  4. for(i= 0;i<n -1;i++)
  5. { k=i;
  6. for(j=i+ 1;j<n;j++)
  7. if( array[j]< array[k])
  8. k=j;
  9. if(k!=i)
  10. { t= array[i];
  11. array[i]= array[k];
  12. array[k]=t;
  13. }
  14. }
  15. }
  16. main()
  17. { int a[ 10],i;
  18. for(i= 0;i< 10;i++)
  19. scanf( "%d",&a[i]);
  20. sort(a, 10); /*数组名作函数参数*/
  21. for(i= 0;i< 10;i++)
  22. printf( "%d ",a[i]);
  23. printf( "\n");
  24. }

(3)插入法排序

优点:稳定,快;

缺点:比较次数不一定,比较次数越多,插入点后的数据移动越多,特别是当数据总量庞大的时候,但用链表可以解决这个问题。

要想很好地掌握此算法,先请了解“有序序列的插入算法”,就是将某数据插入到一个有序序列后,该序列仍然有序。插入算法参见下面的“数组元素的插入”。

1、将任意读入的整数x插入一升序数列后,数列仍按升序排列。


  
  1. #include <stdio.h>
  2. #define n 10
  3. void main()
  4. {
  5. int a[n]={ -1, 3, 6, 9, 13, 22, 27, 32, 49},x,j,k; /*注意留一个空间给待插数*/
  6. scanf( "%d",&x);
  7. if(x>a[n -2]) a[n -1]=x ; /*比最后一个数还大就往最后一个元素中存放*/
  8. else /*查找待插位置*/
  9. {j= 0;
  10. while( j<=n -2 && x>a[j]) j++;
  11. /*从最后一个数开始直到待插位置上的数依次后移一位*/
  12. for(k=n -2; k>=j; k- -)
  13. a[k+ 1]=a[k];
  14. a[j]=x; /*插入待插数*/
  15. }
  16. for(j= 0;j<=n -1;j++) printf( "%d ",a[j]);
  17. }

插入法排序的要领就是每读入一个数立即插入到最终存放的数组中,每次插入都使得该数组有序。

2、任意读入10个整数,将其用插入法按降序排列后输出。


  
  1. #include <stdio.h>
  2. #define n 10
  3. main()
  4. { int a[n],i,j,k,x;
  5. scanf( "%d",&a[ 0]); /*读入第一个数,直接存到a[0]中*/
  6. for(j= 1;j<n;j++) /*将第2至第10个数一一有序插入到数组a中*/
  7. { scanf( "%d",&x);
  8. if(x<a[j -1]) a[j]=x;
  9. /*比原数列最后一个数还小就往最后一个元素之后存放新读的数*/
  10. else /*以下查找待插位置*/
  11. {i= 0;
  12. while(x<a[i]&&i<=j -1) i++;
  13. /*以下for循环从原最后一个数开始直到待插位置上的数依次后移一位*/
  14. for(k=j -1;k>=i;k--) a[k+ 1]=a[k];
  15. a[i]=x; /*插入待插数*/
  16. }
  17. }
  18. for(i= 0;i<n;i++)
  19. printf( "%d\n",a[i]);
  20. }

(4)归并排序

归并排序(MERGE-SORT)是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并,即将两个都升序(或降序)排列的数据序列合并成一个仍按原序排列的序列。

1、有一个含有6个数据的升序序列和一个含有4个数据的升序序列,将二者合并成一个含有10个数据的升序序列。


  
  1. #include <stdio.h>
  2. #define m 6
  3. #define n 4
  4. void main()
  5. {
  6. int a[m]={ -3, 6, 19, 26, 68, 100} ,b[n]={ 8, 10, 12, 22};
  7. int i,j,k,c[m+n];
  8. i=j=k= 0;
  9. while(i<m && j<n) /*将a、b数组中的较小数依次存放到c数组中*/
  10. { if(a[i]<b[j]){c[k]=a[i]; i++;}
  11. else {c[k]=b[j]; j++;}
  12. k++; }
  13. while(i>=m && j<n) /*若a中数据全部存放完毕,将b中余下的数全部存放到c中*/
  14. {c[k]=b[j]; k++; j++;}
  15. while(j>=n && i<m) /*若b中数据全部存放完毕,将a中余下的数全部存放到c中*/
  16. {c[k]=a[i]; k++; i++;}
  17. for(i= 0;i<m+n;i++) printf( "%d ",c[i]);
  18. }

(5)字符数组:(逆序排列)如:<ABCDE-EDCBA>

1、把输入的字符串逆序排列,如输入ABCDE,输出为EDCBA


  
  1. #include <stdio.h>
  2. #include<string.h>
  3. void main()
  4. { char c,str[ 80];
  5. int i,j;
  6. printf( "Enter a string:\n");
  7. scanf(“%s”,str); /* 也可以gets(str);puts(str); */
  8. for(i= 0,j= strlen(str) -1;i<j;i++,j--)
  9. {
  10. c=str[i];
  11. str[i]=str[j];
  12. str[j]=c;
  13. }
  14. printf( "\nReversed string:\n%s\n",str);
  15. }
本文分享自华为云社区《C语言非数值计算常用经典算法之排序》,原文作者:Jack20。

 

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转载:https://blog.csdn.net/devcloud/article/details/113498709
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