十大排序算法（C语言）

参考文献

https://zhuanlan.zhihu.com/p/449501682
https://blog.csdn.net/mwj327720862/article/details/80498455?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522169837129516800222848165%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334...%2522%257D&request_id=169837129516800222848165&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2_alltop_positive~default-2-80498455-null-null.142^v96pc_search_result_base5&utm_term=%E5%8D%81%E5%A4%A7%E6%8E%92%E5%BA%8F%E7%AE%97%E6%B3%95c%E8%AF%AD%E8%A8%80&spm=1018.2226.3001.4187

算法概述

算法分类
- 比较类排序：通过比较来决定元素间的相对次序，由于其时间复杂度不能突破O(nlogn)，因此也称为非线性时间比较类排序。
- 非比较类排序：不通过比较来决定元素间的相对次序，它可以突破基于比较排序的时间下界，以线性时间运行，因此也称为线性时间非比较类排序。
算法复杂度
相关概念
- 稳定：如果a原本在b前面，而a=b，排序之后a仍然在b的前面。
- 不稳定：如果a原本在b的前面，而a=b，排序之后 a 可能会出现在 b 的后面。
- 时间复杂度：对排序数据的总的操作次数。反映当n变化时，操作次数呈现什么规律。
- 空间复杂度：是指算法在计算机内执行时所需存储空间的度量，它也是数据规模n的函数。

冒泡排序算法（Bubble Sort）

算法原理
重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来，直到没有剩余需要交换的元素。
动画演示

代码实现

c 复制代码

void bubbleSort(int *arr, int size) {
    /*只需要确定size - 1个最大数，最后一个自然就出来了*/
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

选择排序（Selection Sort）

算法原理

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。
动画演示

代码实现

c 复制代码

void selectionSort(int *arr, int size) {
    /*同样地，确定好了size-1个最小值，最后一个就是最大值*/
    for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < size; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        int temp = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}

插入排序（Insertion Sort）

算法原理

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。
动画演示

代码实现

c 复制代码

void insertionSort(int *arr, int size) {
    /*选择插入的元素应当从第二个元素开始*/
    for (int i = 1; i < size; i++) {
        for (int j = i; j > 0; j--) {
            /*每次将该元素与前一个元素进行比较，符合条件就移动，否则直接结束循环*/
            if (arr[j] < arr[j - 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j - 1];
                arr[j - 1] = temp;
            } else {
                break;
            }
        }
    }
}