前言
排序是數(shù)據(jù)處理中經(jīng)常運用的一種重要運算,排序的功能是將一個數(shù)據(jù)元素(記錄)的任意序列,重新排列成一個按照一個規(guī)則有序的序列。常用的排序算法我們要熟練掌握。
02
冒泡排序
冒泡排序(英語:Bubble Sort)是一種簡單的排序算法。它重復(fù)地走訪過要排序的數(shù)列,一次比較兩個元素,如果他們的順序(如從大到小、首字母從A到Z)錯誤就把他們交換過來。
示例:
void bubble_sort(int arr[], int len) {
int i, j, temp;
for (i = 0; i < len - 1; i++)
for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp; }}
int main() {
int arr[] = { 22, 34, 3, 32, 82, 55, 89, 50, 37, 5, 64, 35, 9, 70 };
int len = (int) sizeof(arr) / sizeof(*arr);
bubble_sort(arr, len);
int i;
for (i = 0; i < len; i++) printf("%d ", arr[i]);
return 0;
}
03
選擇排序
選擇排序(Selection sort)是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最?。ù螅┰?,存放到排序序列的起始位置,然后,再從剩余未排序元素中繼續(xù)尋找最?。ù螅┰兀缓蠓诺揭雅判蛐蛄械哪┪?。以此類推,直到所有元素均排序完畢。
示例:
void swap(int *a,int *b) {
int temp = *a; *a = *b;
*b = temp;}
void selection_sort(int arr[], int len) {
int i,j;
for (i = 0 ; i < len - 1 ; i++) {
int min = i;
for (j = i + 1; j < len; j++) //走訪未排序列
if (arr[j] < arr[min]) //找到目前最小值
min = j; //記錄最小值序號
swap(&arr[min], &arr[i]); //做交換 }}
04
插入排序
插入排序(英語:Insertion Sort)是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理是通過構(gòu)建有序序列,對于未排序數(shù)據(jù),在已排序序列中從后向前掃描,找到相應(yīng)位置并插入。插入排序在實現(xiàn)上,通常采用in-place排序,因而在從后向前掃描過程中,需要反復(fù)把已排序元素逐步向后挪位,為最新元素提供插入空間。
示例:
void insertion_sort(int arr[], int len){
int i,j,temp;
for (i=1;i//從第二個元素開始 temp = arr[i]; for (j=i;j>0 && arr[j-1]>temp;j--) arr[j] = arr[j-1]; //大于temp的值后移
arr[j] = temp; //temp放入序列 }}
05
希爾排序
希爾排序,也稱遞減增量排序算法,是插入排序的一種更高效的改進版本。希爾排序是非穩(wěn)定排序算法。
希爾排序是基于插入排序的以下兩點性質(zhì)而提出改進方法的:
-
插入排序在對幾乎已經(jīng)排好序的數(shù)據(jù)操作時,效率高,即可以達到線性排序的效率
-
但插入排序一般來說是低效的,因為插入排序每次只能將數(shù)據(jù)移動一位
希爾排序先將待排記錄序列分割成為若干子序列分別進行插入排序,待整個序列中的記錄"基本有序"時,再對全體記錄進行一次直接插入排序。
示例:
void shell_sort(int arr[], int len) {
int gap, i, j; int temp; for (gap = len >> 1;
gap > 0; gap = gap >> 1)//分子序列 for (i = gap; i < len; i++) {
//序列內(nèi)進行插入排序 temp = arr[i];
for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j -= gap)
arr[j + gap] = arr[j]; arr[j + gap] = temp; }}
06
歸并排序
歸并排序應(yīng)用的是分治的思想,將大隊列劃分成小隊列,然后小隊列內(nèi)排序,再將排好序的小隊列組合成大隊列,步驟:
1、將劃分成兩個隊列直到不可再分為止
2、小隊列內(nèi)排序
3、左隊列與右隊列合并
4、返回合并的隊列
示例:
//遞歸法實現(xiàn)
void merge_sort_recursive(int arr[], int reg[], int start, int end) { i
f (start >= end) return;
int len = end - start, mid = (len >> 1) + start;
int start1 = start, end1 = mid;
int start2 = mid + 1, end2 = end;
merge_sort_recursive(arr, reg, start1, end1);
merge_sort_recursive(arr, reg, start2, end2);
int k = start;
while (start1 <= end1 && start2 <= end2) reg[k++] = arr[start1] < arr[start2] ? arr[start1++] : arr[start2++];
while (start1 <= end1) reg[k++] = arr[start1++];
while (start2 <= end2) reg[k++] = arr[start2++];
for (k = start; k <= end; k++) arr[k] = reg[k];}
void merge_sort(int arr[], const int len) {
int reg[len];
merge_sort_recursive(arr, reg, 0, len - 1);
}
07
快速排序
快速排序的基本思想是:通過一趟排序?qū)⒋庞涗浄指畛瑟毩⒌膬刹糠?,其中一部分記錄的關(guān)鍵字均比另一部分記錄的關(guān)鍵字小,則可分別對這兩部分記錄繼續(xù)進行排序,已達到整個序列有序。一趟快速排序的具體過程可描述為:從待排序列中任意選取一個記錄(通常選取第一個記錄)作為基準(zhǔn)值,然后將記錄中關(guān)鍵字比它小的記錄都安置在它的位置之前,將記錄中關(guān)鍵字比它大的記錄都安置在它的位置之后。這樣,以該基準(zhǔn)值為分界線,將待排序列分成的兩個子序列。
一趟快速排序的具體做法為:設(shè)置兩個指針low和high分別指向待排序列的開始和結(jié)尾,記錄下基準(zhǔn)值baseval(待排序列的第一個記錄),然后先從high所指的位置向前搜索直到找到一個小于baseval的記錄并互相交換,接著從low所指向的位置向后搜索直到找到一個大于baseval的記錄并互相交換,重復(fù)這兩個步驟直到low=high為止
示例:
void swap(int *x, int *y) {
int t = *x; *x = *y; *y = t;}
//遞歸法實現(xiàn)
void quick_sort_recursive(int arr[], int start, int end) {
if (start >= end) return;
int mid = arr[end];
int left = start, right = end - 1;
while (left < right) {
while (arr[left] < mid && left < right) left++;
while (arr[right] >= mid && left < right) right--;
swap(&arr[left], &arr[right]); }
if (arr[left] >= arr[end]) swap(&arr[left], &arr[end]);
else left++;
if (left) quick_sort_recursive(arr, start, left - 1);
quick_sort_recursive(arr, left + 1, end);}
void quick_sort(int arr[], int len) { quick_sort_recursive(arr, 0, len - 1);}
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