数据结构——查找算法和排序算法

1、查找算法

需求:封装一个函数,写出在一个整型数组中查找目标元素的算法,找到了返回该元素所在索引;找不到返回-1

1.1 顺序查找

问题:在一组数据中查找指定的元素

思路:按顺序遍历出来,一个一个对比

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>

int find_index(int* arr, int length, int val) {

//顺序查找的时间复杂度:O(n)

for (int i = 0;i < length;i++) {

if (*(arr + i) == val) {

return i;

}

}

return -1;

}

int main() {

printf("查找算法!\n");

int arr10 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

int res = find_index(arr, 10, 200);

if (res == -1) {

printf("没有此元素!\n");

}else {

printf("目标元素的索引为:%d\n", res);

}

return 0;

}

1.2 折半查找(二分查找)

前提条件:查找前数组必须是有序(默认的是从小到大)的

思路:每次进行对半分,判断目标元素是在中间元素的左边还是右边,以此类推

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>

int find_indexB(int* arr, int length, int val) {

//顺序查找的时间复杂度:O(log2n)

int min = 0, max = length - 1, mid = 0;

do {

mid = (min + max) / 2;

if (val > arrmid) {

//说明目标元素在右边

min = mid + 1;

}else if (val < arrmid) {

//说明目标元素在左边

min = mid - 1;

}else {

//找到了

return mid;

}

} while (min <= max);

return -1;

}

int main() {

printf("查找算法!\n");

int arr10 = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

int res = find_indexB(arr, 10, 9);

if (res == -1) {

printf("没有此元素!\n");

}else {

printf("目标元素的索引为:%d\n", res);

}

return 0;

}

2、排序算法

2.1 冒泡排序

问题:给一个整型数组进行排序

思路:每次比较相邻的两个数,左边>右边,大数右移(交换两个数的值)

核心步骤:

数组长度:len

比较的趟数i:len-1

每趟比较的次数(不是定值):len-1-i

#include <stdio.h>

void Bubblesort(int* arr, int len) {

//外层循环决定趟数

for (int i = 0;i < len - 1;i++) {

//内层循环决定比较的次数

for (int j = 0;j < len - 1 - i;j++) {

if (arrj > arrj + 1) {

int temp = 0;

temp = arrj;

arrj = arrj + 1;

arrj + 1 = temp;

}

}

}

}

int main() {

int arr10 = { 5,7,3,6,4,5,5648,68,64,46 };

Bubblesort(arr, 10);

for (int i = 0;i < 10;i++) {

printf("%d ", arri);

}

return 0;

}

2.2 选择排序

思路:每次从待排序列中找到最小值,放到前面,直到找完

核心步骤:对于n个元素的数组

一共选择多少次:n次

每次查找的待排序列元素的索引的和最大值:最小值就是当前选择的次数;最大值就是数组的最大索引值

#include <stdio.h>

void select_sort(int* arr, int len) {

int min = 0;

for (int i = 0;i < len;i++) {

for (int j = i; j < len; j++){

if (arrmin > arrj) {

//交换位置

int temp = arrmin;

arrmin = arrj;

arrj = temp;

}

}

min++;

}

}

int main() {

int arr10 = { 5,7,3,6,4,5,5648,68,64,46 };

select_sort(arr, 10);

for (int i = 0;i < 10;i++) {

printf("%d ", arri);

}

printf("\n");

return 0;

}

2.3 插值排序

思路:在待排序的元素中,假设前n-1个元素已有序,现将第n个元素插入到前面已经排好的序列中,使得前n个元素有序。按照此法对所有元素进行插入,直到整个序列有序

但我们并不能确定待排元素中究竟哪一部分是有序的,所以我们一开始只能认为第一个元素是有序的,依次将其后面的元素插入到这个有序序列中来,直到整个序列有序为止

#include <stdio.h>

//1、在待排的有序序列中插入目标元素

//2、假设待排序列的第0个元素是有序序列,再将后面的元素依次插入到这个有序序列中来

void insert_sort(int* arr, int len) {

int i = 0; //假设待排序列的第0个元素是有序序列

for (int i = 1;i < len;i++) {

int end = i; //待插元素插入到目标元素的索引

int temp = arri; //待插元素

while (end > 0) {

if (arrend - 1 > temp) {

//交换位置

arrend = arrend - 1;

end--;

}else {

break;

}

}

arrend = temp; //将数据插入到有序序列

}

}

int main() {

int arr10 = { 5,7,3,6,4,5,5648,68,64,46 };

insert_sort(arr, 10);

for (int i = 0;i < 10;i++) {

printf("%d ", arri);

}

printf("\n");

return 0;

}

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