冒泡排序
基本原理
冒泡排序（英语：Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序（如从大到小、首字母从A到Z）错误就把他们交换过来。
void Bubble_Sort(int *num,int numesize){ for (int i = 0; i < numesize; ++i) { for (int j = 0; j <numesize- i-1; ++j) { if(num[j]>num[j+1]){ int temp = num[j]; num[j] = num[j+1]; num[j+1] = temp; } } } }
选择排序
基本原理
选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。
void Selection_Sort(int *num ,int numsize){ for (int i = 0; i < numsize; ++i) { int mind = i; for (int j = i+1; j < numsize; ++j) { if(num[j]<num[mind]){ mind = j; } } int temp = num[i]; num[i] = num[mind]; num[mind] = temp; } }
插入排序
基本原理
插入排序（英语：Insertion Sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到 {\displaystyle O(1)} {\displaystyle O(1)}的额外空间的排序），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后挪位，为最新元素提供插入空间。
void InsertionSort(int* num,int numsize){ for (int i = 1; i < numsize; ++i) { int temp = num[i]; for (int j = i-1; j < numsize; ++j) { if(num[j]>temp){ num[j+1] = num[j]; j--; } num[j+1] = temp; } } }
希尔排序
基本原理
希尔排序，也称递减增量排序算法，是插入排序的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。
void shell_sort(int arr[], int len) { int gap, i, j; int temp; for (gap = len >> 1; gap > 0; gap = gap >> 1) for (i = gap; i < len; i++) { temp = arr[i]; for (j = i - gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j -= gap) arr[j + gap] = arr[j]; arr[j + gap] = temp; } }
归并排序
把数据分为两段，从两段中逐个选最小的元素移入新数据段的末尾。可从上到下或从下到上进行。
迭代法
void merge_sort(int arr[], int len) { int* a = arr; int* b = (int*) malloc(len * sizeof(int)); int seg, start; for (seg = 1; seg < len; seg += seg) { for (start = 0; start < len; start += seg + seg) { int low = start, mid = min(start + seg, len), high = min(start + seg + seg, len); int k = low; int start1 = low, end1 = mid; int start2 = mid, end2 = high; while (start1 < end1 && start2 < end2) b[k++] = a[start1] < a[start2] ? a[start1++] : a[start2++]; while (start1 < end1) b[k++] = a[start1++]; while (start2 < end2) b[k++] = a[start2++]; } int* temp = a; a = b; b = temp; } if (a != arr) { int i; for (i = 0; i < len; i++) b[i] = a[i]; b = a; } free(b); }
递归法
void merge_sort_recursive(int arr[], int reg[], int start, int end) { if (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); }
快速排序
基本原理
在区间中随机挑选一个元素作基准，将小于基准的元素放在基准之前，大于基准的元素放在基准之后，再分别对小数区与大数区进行排序。
迭代法
typedef struct _Range { int start, end; } Range; Range new_Range(int s, int e) { Range r; r.start = s; r.end = e; return r; } void swap(int *x, int *y) { int t = *x; *x = *y; *y = t; } void quick_sort(int arr[], const int len) { if (len <= 0) return; // 避免len等於負值時引發段錯誤（Segment Fault） // r[]模擬列表,p為數量,r[p++]為push,r[--p]為pop且取得元素 Range r[len]; int p = 0; r[p++] = new_Range(0, len - 1); while (p) { Range range = r[--p]; if (range.start >= range.end) continue; int mid = arr[(range.start + range.end) / 2]; // 選取中間點為基準點 int left = range.start, right = range.end; do { while (arr[left] < mid) ++left; // 檢測基準點左側是否符合要求 while (arr[right] > mid) --right; //檢測基準點右側是否符合要求 if (left <= right) { swap(&arr[left],&arr[right]); left++;right--; // 移動指針以繼續 } } while (left <= right); if (range.start < right) r[p++] = new_Range(range.start, right); if (range.end > left) r[p++] = new_Range(left, range.end); } }
递归法：
void swap(int *x, int *y) { int t = *x; *x = *y; *y = t; } 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); }
