C语言排序算法实现

C语言各种排序

算法复杂度以及稳定性分析

一、冒泡排序

冒泡排序算法的运作如下：（从后往前）
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。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
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。

void bubble_sort() {
       int a[] = {1, 34, 23, 55, 22, 11};
        int i,j,k;   
	 
	for(i=0;i<5;i++)      
	{
		for(j=0;j<5-i;j++)
			if(a[j]>a[j+1])      
			{
				
				k=a[j];           
				a[j]=a[j+1];           
				a[j+1]=k;  
				printf("%dn", a[j]);
			
			
			//	a[j] ^= a[j+1] ^= a[j];
			}    
	}
	

二、插入排序

void insert_sort() {
        int i, j, m, tmp;
	int a[10] = {1, 34, 23, 55, 22, 11, 45, 67, 35, 26};
#if 1
	for(i=0;i<10;i++) {
		m=a[i];         
		for(j=i-1;j >= 0;j--) {
		    if(a[j] < m)
				break;
			else 
				a[j+1] = a[j];
		}
		a[j+1] = m;
	}
#else 
	for(i = 1; i < 10; i++) {
		m = 5;
		if(i != m){
			j = i;
			tmp = a[i];
			while(j > m){
				a[j] = a[j-1];
				j--;
			}
			a[j] = tmp;
		}
	}

三、快速排序

quick_sort(int L[],int first,int end) {  
	int pos;      
	if(end>first) {  
		pos=quick(first,end,L);         
		quick_sort(L,first,pos-1);         
		quick_sort(L,pos+1,end);      
	}   
}
quick(int first,int end,int L[]) { 
	int left=first,
		right=end,key;   
	key=L[first];   

	while(left<right) {  
		while((left<right)&&(L[right]>=key)) {
		        right--;       
			printf("left:%d  right:n",left);
		}
		if(left<right) {
			L[left++]=L[right];       
		//	printf("left2:%d  right: n",left);
		}
		while((left<right)&&(L[left]<=key))      
			left++;       
		if(left<right)
			L[right--]=L[left];
	}      
	L[left]=key;      
//	printf("left3:%d  right: n",left);
	return left;   
}    

四、选择排序

第i趟排序开始时，当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n）。该趟排序从当前无序区中选出关键字最小的记录 R[k]，将它与无序区的第1个记录R交换，使R[1..i]和R分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区。

void select_sort() {	
       int t,k,i,j, d;
	int a[10] = {1, 34, 23, 55, 22, 11, 45, 67, 35, 26};    
//	printf("Please input some number that you want to sort:");    
	for(i=0;i<9;i++) {
		d=i;         
		for(j=i+1;j<10;j++) {
			if(a[j] < a[d])
				d = j;
			if(d != i) {       
				t=a[d];        
				a[d]=a[i];        
				a[i]=t;     
			}
		}
	}

五、希尔排序

先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把文件的全部记录分组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序；然后，取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序，直至所取的增量=1(<…<d2<d1)，即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。

void shell_sort(int *x, int n)
{   
	int h, j, k, t;    
	for (h=n/2; h>0; h=h/2) /*控制增量*/   
	{       
		for (j=h; j<n; j++) /*这个实际上就是上面的直接插入排序*/      
		{         
			t = *(x+j);         

			for (k=j-h; (k>=0 && t<*(x+k)); k-=h)        			         
				*(x+k+h) = *(x+k);          
			         
			 *(x+k+h) = t;      
		}    
	} 
}

六、归并排序

归并操作的工作原理如下：
第一步：申请空间，使其大小为两个已经排序序列之和，该空间用来存放合并后的序列
第二步：设定两个指针，最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
第三步：比较两个指针所指向的元素，选择相对小的元素放入到合并空间，并移动指针到下一位置
重复步骤3直到某一指针超出序列尾
将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾

void MergeSort(int r[],int r1[],int s,int t)
{
	if(s==t);
	else
	{
		int m=(s+t)/2;
		MergeSort(r,r1,s,m);
		MergeSort(r,r1,m+1,t);
		Merge(r,r1,s,m+1,t+1);
	}
}
void Merge(int* array, int *p_array, int bindex, int mindex, int eindex) { int mlen = eindex - bindex; //合并后的序列长度 int i = 0; //记录合并后序列插入数据的偏移 int j = bindex; //记录子序列1插入数据的偏移 int k = mindex; //记录子序列2掺入数据的偏移 while (j < mindex && k < eindex)
 { if (array[j] <= array[k]) { p_array[i++] = array[j]; j++; } else { p_array[i++] = array[k]; k++; } } if (j == mindex) //说明序列1已经插入完毕 while (k < eindex) p_array[i++] = array[k++]; else p_array[i++] = array[j++]; for (i = 0; i < mlen; i++) //将合并后序列重新放入array
 array[bindex + i] = p_array[i]; } 

/*    int a[10] = {1, 34, 23, 55, 22, 11, 45, 67, 35, 26};

    int *p = (int *)malloc(sizeof(int )*10);



    MergeSort(a, p, 0, 9);

*/



七、堆排序


n个关键字序列Kl，K2，…，Kn称为（Heap），当且仅当该序列满足如下性质（简称为堆性质）：

(1)ki<=k(2i）且ki<=k(2i+1)(1≤i≤ n/2），当然，这是小根堆，大根堆则换成>=号。//k(i）相当于二叉树的非叶子结点，K(2i）则是左子节点，k(2i+1）是右子节点

若将此序列所存储的向量R[1..n]看做是一棵完全二叉树的存储结构，则堆实质上是满足如下性质的完全二叉树：

树中任一非叶子结点的关键字均不大于（或不小于）其左右孩子（若存在）结点的关键字。
//array是待调整的堆数组，i是待调整的数组元素的位置，nlength是数组的长度
本函数功能是：根据数组array构建大根堆
void heap_mer(int array[],int i,int nlen)
{
	int nchild,
		ntmp;
	for(; 2*i+1 < nlen; i = nchild)
	{
		nchild = 2*i+1;
		if(nchild < nlen-1 && array[nchild+1] > array[nchild])
			++nchild;
		if(array[i] < array[nchild])
		{
			ntmp = array[i];
			array[i] = array[nchild];
			array[nchild] = ntmp;
		}
		else
			break;
	}

}
void HeapSort(int array[],int length)
{
	int tmp, i;
	//调整序列的前半部分元素，调整完之后第一个元素是序列的最大的元素
	//length/2-1是最后一个非叶节点，此处"/"为整除
	for(i=length/2-1;i>=0;i--)
		heap_mer(array,i,length);
	//从最后一个元素开始对序列进行调整，不断的缩小调整的范围直到第一个元素
	for(i=length-1;i>0;i--)
	{
		//把第一个元素和当前的最后一个元素交换，
		//保证当前的最后一个位置的元素都是在现在的这个序列之中最大的
		//Swap(&array[0],&array[i]);
		tmp=array[i];
		array[i]=array[0];
		array[0]=tmp;
		//不断缩小调整heap的范围，每一次调整完毕保证第一个元素是当前序列的最大值
		heap_mer(array,0,i);
	}
}

最后

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