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C语言学习笔记————–常用排序算法

C语言基础 随风 236℃ 0评论

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相关知识介绍(所有定义只为帮助读者理解相关概念,并非严格定义):
1、稳定排序和非稳定排序
简单地说就是所有相等的数经过某种排序方法后,仍能保持它们在排序之前的相对次序,我们就
说这种排序方法是稳定的。反之,就是非稳定的。
比如:一组数排序前是a1,a2,a3,a4,a5,其中a2=a4,经过某种排序后为a1,a2,a4,a3,a5,
则我们说这种排序是稳定的,因为a2排序前在a4的前面,排序后它还是在a4的前面。假如变成a1,a4,
a2,a3,a5就不是稳定的了。
2、内排序和外排序
在排序过程中,所有需要排序的数都在内存,并在内存中调整它们的存储顺序,称为内排序;
在排序过程中,只有部分数被调入内存,并借助内存调整数在外存中的存放顺序排序方法称为外排序。
3、算法的时间复杂度和空间复杂度
所谓算法的时间复杂度,是指执行算法所需要的计算工作量。
一个算法的空间复杂度,一般是指执行这个算法所需要的内存空间。
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功能:选择排序
输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数
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*/
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算法思想简单描述:
在要排序的一组数中,选出最小的一个数与第一个位置的数交换;
然后在剩下的数当中再找最小的与第二个位置的数交换,如此循环
到倒数第二个数和最后一个数比较为止。
选择排序是不稳定的。算法复杂度O(n2)–[n的平方]
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*/

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功能:直接插入排序
输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数
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*/
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算法思想简单描述:
在要排序的一组数中,假设前面(n-1) [n>=2] 个数已经是排
好顺序的,现在要把第n个数插到前面的有序数中,使得这n个数
也是排好顺序的。如此反复循环,直到全部排好顺序。
直接插入排序是稳定的。算法时间复杂度O(n2)–[n的平方]
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*/

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功能:冒泡排序
输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数
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*/
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算法思想简单描述:
在要排序的一组数中,对当前还未排好序的范围内的全部数,自上
而下对相邻的两个数依次进行比较和调整,让较大的数往下沉,较
小的往上冒。即:每当两相邻的数比较后发现它们的排序与排序要
求相反时,就将它们互换。
下面是一种改进的冒泡算法,它记录了每一遍扫描后最后下沉数的
位置k,这样可以减少外层循环扫描的次数。
冒泡排序是稳定的。算法时间复杂度O(n2)–[n的平方]
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*/

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功能:希尔排序
输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数
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*/
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算法思想简单描述:
在直接插入排序算法中,每次插入一个数,使有序序列只增加1个节点,
并且对插入下一个数没有提供任何帮助。如果比较相隔较远距离(称为
增量)的数,使得数移动时能跨过多个元素,则进行一次比较就可能消除
多个元素交换。D.L.shell于1959年在以他名字命名的排序算法中实现
了这一思想。算法先将要排序的一组数按某个增量d分成若干组,每组中
记录的下标相差d.对每组中全部元素进行排序,然后再用一个较小的增量
对它进行,在每组中再进行排序。当增量减到1时,整个要排序的数被分成
一组,排序完成。
下面的函数是一个希尔排序算法的一个实现,初次取序列的一半为增量,
以后每次减半,直到增量为1。
希尔排序是不稳定的。
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*/

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功能:快速排序
输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中起止元素的下标
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*/
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算法思想简单描述:
快速排序是对冒泡排序的一种本质改进。它的基本思想是通过一趟
扫描后,使得排序序列的长度能大幅度地减少。在冒泡排序中,一次
扫描只能确保最大数值的数移到正确位置,而待排序序列的长度可能只
减少1。快速排序通过一趟扫描,就能确保某个数(以它为基准点吧)
的左边各数都比它小,右边各数都比它大。然后又用同样的方法处理
它左右两边的数,直到基准点的左右只有一个元素为止。它是由
C.A.R.Hoare于1962年提出的。
显然快速排序可以用递归实现,当然也可以用栈化解递归实现。下面的
函数是用递归实现的,有兴趣的朋友可以改成非递归的。
快速排序是不稳定的。最理想情况算法时间复杂度O(nlog2n),最坏O(n2)
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*/

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功能:堆排序
输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数
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*/
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算法思想简单描述:
堆排序是一种树形选择排序,是对直接选择排序的有效改进。
堆的定义如下:具有n个元素的序列(h1,h2,…,hn),当且仅当
满足(hi>=h2i,hi>=2i+1)或(hi<=h2i,hi<=2i+1)(i=1,2,...,n/2) 时称之为堆。在这里只讨论满足前者条件的堆。 由堆的定义可以看出,堆顶元素(即第一个元素)必为最大项。完全二叉树可以 很直观地表示堆的结构。堆顶为根,其它为左子树、右子树。 初始时把要排序的数的序列看作是一棵顺序存储的二叉树,调整它们的存储顺序, 使之成为一个堆,这时堆的根节点的数最大。然后将根节点与堆的最后一个节点 交换。然后对前面(n-1)个数重新调整使之成为堆。依此类推,直到只有两个节点 的堆,并对它们作交换,最后得到有n个节点的有序序列。 从算法描述来看,堆排序需要两个过程,一是建立堆,二是堆顶与堆的最后一个元素 交换位置。所以堆排序有两个函数组成。一是建堆的渗透函数,二是反复调用渗透函数 实现排序的函数。 堆排序是不稳定的。算法时间复杂度O(nlog2n)。 */ /* 功能:渗透建堆 输入:数组名称(也就是数组首地址)、参与建堆元素的个数、从第几个元素开始 */ ===================================================== */

/* 功能:堆排序 输入:数组名称(也就是数组首地址)、数组中元素个数 */

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