C語言數組排序小結

2019-11-17 05:20:17

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　　很多朋友是以譚浩強老師編的《c語言教程》作為學習c語言的入門教程的。書中涉及排序問題一般都以“冒泡法”和“選擇法”實現。為了擴大視野，增加學習編程的愛好，我參閱了有關書籍，整理了幾種排序法，寫出來同大家共勉。（高手們不要笑，這篇文章是寫給出學者的，而且我自己也是只菜鳥，雖然內容陳舊，但值得初學者一看）。
讓我們先定義一個整型數組a[n],下面用五種方法對其從小到大排序。
（1）“冒泡法”
冒泡法大家都較熟悉。其原理為從a[0]開始，依次將其和后面的元素比較,若a[0]>a[i]，則交換它們，一直比較到a[n]。同理對a[1],a[2],...a[n-1]處理，即完成排序。下面列出其代碼：

void bubble(int *a,int n) /*定義兩個參數：數組首地址與數組大小*/
{
int i,j,temp;
for(i=0;i<n-1;i++)
for(j=i+1;j<n;j++) /*注重循環的上下限*/
if(a[i]>a[j]) {
temp=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=temp;
}

c語言數組排序小結（for beginner)
很多朋友是以譚浩強老師編的《c語言教程》作為學習c語言的入門教程的。書中涉及排序問題一般都以“冒泡法”和“選擇法”實現。為了擴大視野，增加學習編程的愛好，我參閱了有關書籍，整理了幾種排序法，寫出來同大家共勉。（高手們不要笑，這篇文章是寫給出學者的，而且我自己也是只菜鳥，雖然內容陳舊，但值得初學者一看）。
讓我們先定義一個整型數組a[n],下面用五種方法對其從小到大排序。
（1）“冒泡法”
冒泡法大家都較熟悉。其原理為從a[0]開始，依次將其和后面的元素比較,若a[0]>a[i]，則交換它們，一直比較到a[n]。同理對a[1],a[2],...a[n-1]處理，即完成排序。下面列出其代碼：

void bubble(int *a,int n) /*定義兩個參數：數組首地址與數組大小*/
{
int i,j,temp;
for(i=0;i<n-1;i++)
for(j=i+1;j<n;j++) /*注重循環的上下限*/
if(a[i]>a[j]) {
temp=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=temp;
}
}

冒泡法原理簡單，但其缺點是交換次數多，效率低。
下面介紹一種源自冒泡法但更有效率的方法“選擇法”。

（2）“選擇法”
選擇法循環過程與冒泡法一致，它還定義了記號k=i,然后依次把a[k]同后面元素比較，若a[k]>a[j],則使k=j.最后看看k=i是否還成立，不成立則交換a[k],a[i],這樣就比冒泡法省下許多無用的交換，提高了效率。

void choise(int *a,int n)
{
int i,j,k,temp;
for(i=0;i<n-1;i++) {
k=i; /*給記號賦值*/
for(j=i+1;j<n;j++)
if(a[k]>a[j]) k=j; /*是k總是指向最小元素*/
if(i!=k) { /*當k!=i是才交換，否則a[i]即為最小*/
temp=a[i];
a[i]=a[k];
a[k]=temp;
}
}
}

選擇法比冒泡法效率更高，但說到高效率，非“快速法”莫屬，現在就讓我們來了解它。

（3）“快速法”
快速法定義了三個參數，（數組首地址*a,要排序數組起始元素下標i,要排序數組結束元素下標j). 它首先選一個數組元素（一般為a[(i+j)/2],即中間元素）作為參照，把比它小的元素放到它的左邊，比它大的放在右邊。然后運用遞歸，在將它左，右兩個子數組排序，最后完成整個數組的排序。下面分析其代碼：

void quick(int *a,int i,int j)
{
int m,n,temp;
int k;
m=i;
n=j;
k=a[(i+j)/2]; /*選取的參照*/
do {
while(a[m]<k&&m<j) m++; /* 從左到右找比k大的元素*/
while(a[
　　n]>k&&n>i) n--; /* 從右到左找比k小的元素*/
if(m<=n) { /*若找到且滿足條件，則交換*/
temp=a[m];
a[m]=a[n];
a[n]=temp;
m++;
n--;
}
}while(m<=n);
if(m<j) quick(a,m,j); /*運用遞歸*/
if(n>i) quick(a,i,n);
}

（4）“插入法”
插入法是一種比較直觀的排序方法。它首先把數組頭兩個元素排好序，再依次把后面的元素插入適當的位置。把數組元素插完也就完成了排序。

void insert(int *a,int n)
{
int i,j,temp;
for(i=1;i<n;i++) {
temp=a[i]; /*temp為要插入的元素*/
j=i-1;
while(j>=0&&temp<a[j]) { /*從a[i-1]開始找比a[i]小的數，同時把數組元素向后移*/
a[j+1]=a[j];
j--;
}
a[j+1]=temp; /*插入*/
}
}

（5）“shell法”
shell法是一個叫 shell 的美國人與1969年發明的。它首先把相距k(k>=1)的那幾個元素排好序，再縮小k值（一般取其一半），再排序，直到k=1時完成排序。下面讓我們來分析其代碼：

void shell(int *a,int n)
{
int i,j,k,x;
k=n/2; /*間距值*/
while(k>=1) {
for(i=k;i<n;i++) {
x=a[i];
j=i-k;
while(j>=0&&x<a[j]) {
a[j+k]=a[j];
j-=k;
}
a[j+k]=x;
}
k/=2; /*縮小間距值*/
}
}

上面我們已經對幾種排序法作了介紹，現在讓我們寫個主函數檢驗一下。

#include<stdio.h>

/*別偷懶，下面的"..."代表函數體，自己加上去哦！*/
void bubble(int *a,int n)
{
...
}
void choise(int *a,int n)
{
...
}
void quick(int *a,int i,int j)
{
...
}
void insert(int *a,int n)
{
...
}
void shell(int *a,int n)
{
...
}

/*為了打印方便，我們寫一個PRint吧。*/
void print(int *a,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
printf("%5d",a[i]);
printf("/n");
}

main()
{ /*為了公平，我們給每個函數定義一個相同數組*/
int a1[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};
int a2[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};
int

　　a3[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};
int a4[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};
int a5[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2};

printf("the original list:");
print(a1,10);
printf("according to bubble:");
bubble(a1,10);
print(a1,10);
printf("according to choise:");
choise(a2,10);
print(a2,10);
printf("according to quick:");
quick(a3,0,9);
print(a3,10);
printf("according to insert:");
insert(a4,10);
print(a4,10);
printf("according to shell:");
shell(a5,10);
print(a5,10);
}

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