用C语言总结一下常用排序算法,虽然大多数语言里已经提供了排序算法,比如C函数库中提供了qsort排序函数(内部为快速排序实现),但理解排序算法的思想的意义远远超过了实用的价值。这里我总结了常用的排序算法,并用C语言实现。这些算法的书写顺序也有一定的关联,比如希尔排序是对插入算法的改进,快速排序是对冒泡排序的改进,快速排序和归并排序都用递归实现。
注:每种方法的实现尽量提供了相同的形参列表。这里并没用涉及堆排序,箱排序等算法的实现。
插入排序
算法概要:插入排序依据遍历到第N个元素的时候前面的N-1个元素已经是排序好的,那么就查找前面的N-1个元素把这第N个元素放在合适的位置,如此下去直到遍历完序列的元素为止。
Code:
void insertSort(int array[], int length)
{
int key;
for(int i=1; i<length; i++)
{
key = array[i];
for(int j=i-1; j>=0 && array[j] > key; j--)
{
array[j+1] = array[j];
}
array[j+1] = key;
}
}
希尔排序
算法概要:shell排序是对插入排序的一个改装,它每次排序排序根据一个增量获取一个序列,对这这个子序列进行插入排序,然后不断的缩小增量扩大子序列的元素数量,直到增量为1的时候子序列就和原先的待排列序列一样了,此时只需要做少量的比较和移动就可以完成对序列的排序了。
Code:
void shellSort(int array[], int length)
{
int key;
int increment;
for(increment = length/2; increment>0; increment /= 2)
{
for(int i=increment; i<length; i++)
{
key = array[i];
for(int j = i-increment; j>=0 && array[j] > key; j -= increment)
{
array[j+increment] = array[j];
}
array[j+increment]=key;
}
}
}
冒泡排序
算法概要:冒泡排序是经过n-1趟子排序完成的,第i趟子排序从第1个数至第n-i个数,若第i个数比后一个数大(则升序,小则降序)则交换两数。
Code:
void bubbleSort(int array[], int length)
{
int flag = 0;
for(int i=0; i<length-1; i++)
{
for(int j=0; j<length-1-i; j++)
{
if(array[j]>array[j+1])
{
flag = 1;
array[j] = array[j] + array[j+1];
array[j+1] = array[j] - array[j+1];
array[j] = array[j] - array[j+1];
}
}
if(flag == 0) break;
}
}
快速排序
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
Code:
int Sort(int array[], int first, int last)
{
int pivot = array[first];
int temp;
if(last-first <=0) return -1;
while(first != last)
{
while(array[last] >= pivot && last != first) last--;
temp = array[first];
array[first] = array[last];
array[last] = temp;
while(array[first] <= pivot && last != first) first++;
temp = array[first];
array[first] = array[last];
array[last] = temp;
}
return last;
}
void quickSort(int array[], int length)
{
int temp = Sort(array, 0, length-1);
if(temp == -1 ) return;
quickSort(array,temp+1);
quickSort(&array[temp+1],length-temp-1);
}
归并排序
算法概要:归并排序法是将两个(或两个以上)有序表合并成一个新的有序表,即把待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。
Code:
void Merge(int A[],int low,int mid,int high)
{
int i,j,k;
int *P = new int[mid-low+1],*Q = new int[high-mid];
for (i =0;i < mid - low +1;++i) P[i] = A[i+low];
for (i = 0; i < high - mid;++i) Q[i] = A[mid+1+i];
i = j = 0,k = low;
while ((i <= mid-low) && (j <= high-mid-1))
{
if (P[i] <= Q[j]) A[k++] = P[i++];
else A[k++]= Q[j++];
}
if (i > mid - low) { for (;j <= high-mid-1;++j) A[k++] = Q[j]; }
else
{ for (; i <= mid - low;++i) A[k++] = P[i]; }
delete [] P;
delete [] Q;
}
void mergeSort(int A[],int left,int right)
{
if (left < right)
{
int i = (left + right) / 2;
MergeSort(A,left,i);
MergeSort(A,i+1,right);
Merge(A,left,i,right);
}
}