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常见排序算法C语言实现

本周C语言实验报告有一题涉及到四个数排序, 用if...else语句解决实在太太太丑了, 所以终于决定研究一下一直不愿意看的排序算法。

冒泡排序

冒泡排序(英语:Bubble Sort,台湾另外一种译名为:泡沫排序)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,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。——维基百科“冒泡排序”

冒泡排序算法运作如下

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  2. 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最后的元素会是最大的数。
  3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

visualgo上模拟的动画如下

BubbleSort.gif

C语言实现:

void BubbleSort(int a[],int length)
{
    int i, j, temp;
    for(i = 0; i <= length - 1; i++ )
    {
        for(j = 0; j < length; j++)
        {
            temp = a[j];
            if(a[j] > a[j+1])
            {
                a[j] = a[j+1];
                a[j+1] = temp;
            }
        }
    }
}

插入排序

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。——维基百科“插入排序”

插入排序的基本运作:

  1. 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
  2. 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
  3. 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
  4. 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
  5. 将新元素插入到该位置后
  6. 重复步骤2~5

visualgo上模拟的动画如下

InsertSort.gif

C语言实现

void insertion_sort(int a[], int len) 
 {
     for (int i = 1, j = 0 ; i < len; ++i)    //对比len - 1次,直到最后只剩一个数
     {
        int temp = a[i];
        for(j = i - 1; j >= 0 && a[j] > temp; j--)
        {
            a[j+1] = a[j];
        }
        a[j+1] = temp;
     }
 }