探索排序算法：C语言实现常见排序方法

深藏阁楼爱情的钟 2023-10-14 22:01 109阅读 0赞

--------------------

## 探索排序算法：C语言实现常见排序方法 ##

排序算法是计算机科学中一个基本且重要的领域，它们在数据处理和搜索等任务中扮演着关键角色。本篇博客将深入介绍几种常见的排序算法：冒泡排序、插入排序、选择排序、归并排序和快速排序，以及在C语言中的实现示例。

### 冒泡排序 ###

冒泡排序是一种简单的比较排序算法，它反复遍历待排序的元素，每次比较相邻的两个元素，并交换顺序，直到整个序列有序为止。下面是冒泡排序的C语言实现示例：

#include <stdio.h>
    
    void bubbleSort(int arr[], int n) {
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    int temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
    
    int main() {
        int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
        int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
        bubbleSort(arr, n);
    
        printf("Sorted array: ");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            printf("%d ", arr[i]);
        }
        printf("\n");
    
        return 0;
    }

### 插入排序 ###

插入排序是一种稳定的比较排序算法，它将待排序的元素逐个插入到已排序的序列中，最终得到一个有序序列。下面是插入排序的C语言实现示例：

#include <stdio.h>
    
    void insertionSort(int arr[], int n) {
        for (int i = 1; i < n; i++) {
            int key = arr[i];
            int j = i - 1;
    
            while (j >= 0 && arr[j] > key) {
                arr[j + 1] = arr[j];
                j--;
            }
    
            arr[j + 1] = key;
        }
    }
    
    int main() {
        int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6};
        int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
        insertionSort(arr, n);
    
        printf("Sorted array: ");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            printf("%d ", arr[i]);
        }
        printf("\n");
    
        return 0;
    }

### 选择排序 ###

选择排序是一种简单直观的排序算法，它每次从待排序的元素中选取最小（或最大）的元素放到已排序的序列末尾。下面是选择排序的C语言实现示例：

#include <stdio.h>
    
    void selectionSort(int arr[], int n) {
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            int minIndex = i;
    
            for (int j = i + 1; j < n; j++) {
                if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                    minIndex = j;
                }
            }
    
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = temp;
        }
    }
    
    int main() {
        int arr[] = {64, 25, 12, 22, 11};
        int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
        selectionSort(arr, n);
    
        printf("Sorted array: ");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            printf("%d ", arr[i]);
        }
        printf("\n");
    
        return 0;
    }

### 归并排序 ###

归并排序是一种分治法排序算法，它将待排序的序列分成两个子序列，分别排序后再合并。下面是归并排序的C语言实现示例：

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    
    void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
        int n1 = mid - left + 1;
        int n2 = right - mid;
    
        int L[n1], R[n2];
    
        for (int i = 0; i < n1; i++) {
            L[i] = arr[left + i];
        }
        for (int j = 0; j < n2; j++) {
            R[j] = arr[mid + 1 + j];
        }
    
        int i = 0, j = 0, k = left;
    
        while (i < n1 && j < n2) {
            if (L[i] <= R[j]) {
                arr[k] = L[i];
                i++;
            } else {
                arr[k] = R[j];
                j++;
            }
            k++;
        }
    
        while (i < n1) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
            k++;
        }
    
        while (j < n2) {
            arr[k] = R[j];
            j++;
            k++;
        }
    }
    
    void mergeSort(int arr[], int left, int right) {
        if (left < right) {
            int mid = left + (right - left) / 2;
    
            mergeSort(arr, left, mid);
            mergeSort(arr, mid + 1, right);
    
            merge(arr, left, mid, right);
        }
    }
    
    int main() {
        int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
        int n = sizeof(arr
    
    ) / sizeof(arr[0]);
    
        mergeSort(arr, 0, n - 1);
    
        printf("Sorted array: ");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            printf("%d ", arr[i]);
        }
        printf("\n");
    
        return 0;
    }

### 快速排序 ###

快速排序是一种常用的排序算法，它采用分治法策略，通过选择一个元素作为基准将序列分为两部分，然后递归地对子序列进行排序。下面是快速排序的C语言实现示例：

#include <stdio.h>
    
    int partition(int arr[], int low, int high) {
        int pivot = arr[high];
        int i = low - 1;
    
        for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
            if (arr[j] < pivot) {
                i++;
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
    
        int temp = arr[i + 1];
        arr[i + 1] = arr[high];
        arr[high] = temp;
    
        return i + 1;
    }
    
    void quickSort(int arr[], int low, int high) {
        if (low < high) {
            int pi = partition(arr, low, high);
    
            quickSort(arr, low, pi - 1);
            quickSort(arr, pi + 1, high);
        }
    }
    
    int main() {
        int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
        int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
        quickSort(arr, 0, n - 1);
    
        printf("Sorted array: ");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            printf("%d ", arr[i]);
        }
        printf("\n");
    
        return 0;
    }

### 总结 ###

本篇博客深入探讨了排序算法中的几种常见方法：冒泡排序、插入排序、选择排序、归并排序和快速排序。通过C语言实现的示例代码，您可以更好地理解这些排序算法的工作原理和应用场景。排序算法在数据处理、搜索和优化等领域有着广泛的应用，掌握这些算法将有助于您解决各种实际问题。

希望本文对您学习排序算法和C语言编程有所帮助！如果您有任何问题或建议，请随时在评论区留言。

--------------------