c语言数据结构冒泡|选择|插入|希尔

简介: 目录冒泡排序:选择排序:插入排序:希尔排序:冒泡排序:原理:基于交换的排序,每一轮将序列中的最大值(最小值)放到数组的尾部。使用循环重复操作,(每轮排序都会少一个最大值或最小值),当最后只剩下一个数据的时候整个序列就已经排好序了。 代码思路:从第一个数开始,每一次在数组中选两个数继续比较,如果前面的数大于后面的数,就将两者交换位置,第一次是1,2两个位置比较,第二次就是2,3两个位置比较,以此类推//采用两层循环实现的方法//arr是待排序数组的首地址,n是数组元素个数void bubblesort1(int* arr, int n){ if (n < 2)

目录

冒泡排序:

选择排序:

插入排序:

希尔排序:


冒泡排序

原理:基于交换的排序,每一轮将序列中的最大值(最小值)放到数组的尾部。使用循环重复操作,(每轮排序都会少一个最大值或最小值),当最后只剩下一个数据的时候整个序列就已经排好序了。


代码思路:从第一个数开始,每一次在数组中选两个数继续比较,如果前面的数大于后面的数,就将两者交换位置,第一次是1,2两个位置比较,第二次就是2,3两个位置比较,以此类推

//采用两层循环实现的方法//arr是待排序数组的首地址,n是数组元素个数voidbubblesort1(int*arr, intn)
{
if (n<2)
return ;//数组个数小于2不需要排序inti;//排序次数intj;//每次排序元素位置inttmp;//交换位置时的临时变量for (i=n-1; i>0; i--)//一共进行n-1次    {
for (j=0; j<i; j++)//每次比较0和i之前的元素,i之后已经排好        {
if (arr[j] >arr[j+1])//如果前面大于后面,则交换位置            {
tmp=arr[j+1];
arr[j+1] =arr[j];
arr[j] =tmp;
            }
        }
    }
}

直接使用两层循环去实现,外层循环主要作用改变次数,保存最小值(最大值),内存循环的主要作用是找到发生冲突的元素,如果发生冲突就交换两个数据。当两层循环的结束的时候整个序列就自然排好序了

此外,还有一种方法:

//采用递归的方法voidbubblesort2(int*arr, intn)
{
if (n<2)
return;//数组个数小于2不需要排序intj;//每次排序元素位置inttmp;//交换位置时的临时变量for (j=0; j<n-1; j++)//每次比较0和n-1之前的元素,n-1之后已经排好    {
if (arr[j] >arr[j+1])//如果前面大于后面,则交换位置        {
tmp=arr[j+1];
arr[j+1] =arr[j];
arr[j] =tmp;
        }
    }
bubblesort2(arr, --n);
}

递归方法和两层循环方法相似,只是将第一次的循环以递归的形式展现

intmain()
{
intarr[15] = { 44,3,38,5,47,15,36,26,24,2,46,4,19,50,48 };
//bubblesort1(arr, 15);bubblesort2(arr, 15);
for (inti=0; i<15; i++)
    {
printf("%d ", arr[i]);
    }
printf("\n");
return0;
}

运行结果:

选择排序

原理:基本思想和冒泡排序是一样的,选择排序相对于冒泡排序的优点就是减少交换次数。算法思想都是在序列中找到最大值(最小值),然后存放好下次进入循环就访问不到这个最大值(最小值)。当两层循环都结束的时候序列就自然排好了。


代码思路:从第一个元素开始,往后寻找,在n个数中找到最小的值,将其与第一个元素交换位置,然后从第二个元素开始继续往后寻找,在n-1个元素中找到最小的元素,与第二个元素交换位置,以此类推

//采用两层循环实现的方法//arr是待排序数组的首地址,n是数组元素个数voidselectsort1(int*arr, intn)
{
if (n<2)
return;//数组个数小于2不需要排序inti;//排序次数intj;//每次排序元素位置inttmp;//每次循环时最小的元素位置for (i=0; i<n-1; i++)//一共进行n-1次比较    {
tmp=i;
for (j=i+1; j<n; j++)//每次只需要比较i+1和n-1之间的元素,i之前的是已经排序号的        {
if (arr[j] <arr[tmp])//找到值更小的元素,记下位置tmp=j;
        }
if (tmp!=i)//如果此次循环的最小元素表示起始位置的元素,就交换他们的位置        {
intk=arr[tmp];
arr[tmp] =arr[i];
arr[i] =k;
        }
    }
}

同样的,与冒泡排序类似,选择排序也可以转换为递归形式:

//采用递归的方法voidselectsort2(int*arr, intn)
{
intj;//每次排序元素位置inttmp=0;//每次循环时最小的元素位置for (j=1; j<n; j++)//每次只需要比较i+1和n-1之间的元素,i之前的是已经排序号的    {
if (arr[j] <arr[tmp])//找到值更小的元素,记下位置tmp=j;
    }
if (tmp!=0)//如果此次循环的最小元素表示起始位置的元素,就交换他们的位置    {
intk=arr[tmp];
arr[tmp] =arr[j];
arr[j] =k;
    }
selectsort2(arr+1, --n);
}

插入排序:

原理:基本思想还是冒泡排序,不过插入排序是两边相靠的冒泡,所以在序列部分有序的情况下,插入排序的效率要比冒泡排序效率高。从序列的尾部开始往前比较,如果当前的数据小于(大于)前一个的数据就进行交换,否则进入下一次循环,直到外层循环遍历完整个序列就自然排好序了。


代码思路:从第二个元素开始,将第二个元素与前面第一个元素比较,如果比第一个元素大则位置不变,如果比他小则将第一个位置元素后移,将第二个位置的元素插入第一个位置,以此类推,让第三个元素与前面两个元素比较,如果第三个元素大于第二个位置的元素,则不变,如果小于第二个位置的元素,就将第二个位置的元素后移到第三个位置(此时第二个位置空缺),然后原来第三个元素再与第一个位置的元素比较,如果大于则顺理成章插入到第二个位置中,如果小于则第一个位置的元素后移,将原第三个位置的元素插入第一个位置

voidinsertsort(int*arr,intn)
{
if (n<2)
return;//数组个数小于2不需要排序inti;//待排序的元素intj;//每次插入时需要后移的元素inttmp;//当前需要排序的元素的值for (i=1; i<n; i++)
    {
tmp=arr[i];//待排序的元素//从已排序的最右边开始,把大于当前排序的元素后移for (j=i-1; j>=0; j--)
        {
if (arr[j] <=tmp)
break;
arr[j+1] =arr[j];
        }
//插入当前排序元素arr[j+1] =tmp;
    }
}
intmain()
{
intarr[15] = { 44,3,38,5,47,15,36,26,24,2,46,4,19,50,48 };
insertsort(arr, 15);
for (inti=0; i<15; i++)
    {
printf("%d ", arr[i]);
    }
printf("\n");
return0;
}

运行结果:

希尔排序:

原理:希尔排序是建立在插入排序的基础上进行优化的排序算法,所以希尔排序又叫做优化版的插入排序。


希尔排序的基本思想是把待排序的数列分为多组,然后再对每个组进行插入排序,先让数列整体大致有序,然后多次调整分组方式,使数列更加有序,最后再使用一次插入排序,使整个数列全部有序


代码思路:先将整个数组一分为二,再将每个组相同位置的元素比较大小,如果第二个组第一个元素小于第一个组第一个元素,就将两者交换位置,然后比较两个组第二个位置的元素大小,将两个组都比较完以后,再次分组,这一次将两个组各一分为二,各自比较,分到最后就变成了每个元素一一比较

//对希尔排序中的单个组进行排序voidgroupsort(int*arr,intn,intpos,intstep)
{
inti;//待排序的元素intj;//每次插入时需要后移的元素inttmp;//当前需要排序的元素的值for (i=pos+step; i<n; i=i+step)
    {
tmp=arr[i];//待排序元素for (j=i-step; j>=0; j=j-step)
        {
if (arr[j] <=tmp)
break;
arr[j+step] =arr[j];
        }
arr[j+step] =tmp;
    }
}
//希尔排序voidshellsort(int*arr,intn)
{
intstep;//每组个数,每次减为原来的一半取整数,最后一次必定为1for (step=n/2; step>0; step=step/2)
    {
for (inti=0; i<step; i++)
        {
groupsort(arr, n, i, step);
        }
    }
}


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