常见的排序算法:插入排序、选择排序、冒泡排序、快速排序

1、插入排序

步骤:

1.从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序

2.取下一个元素tem,从已排序的元素序列从后往前扫描

3.如果该元素大于tem,则将该元素移到下一位

4.重复步骤3,直到找到已排序元素中小于等于tem的元素

5.tem插入到该元素的后面,如果已排序所有元素都大于tem,则将tem插入到下标为0的位置

6.重复步骤2~5

C语言实现:

复制代码
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
//插入排序
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 = j - 1;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}
int main()
{
    int arr[] = { 64,56,53,13,12,16,19,55,2,3,6 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("排序前的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    insertionSort(arr, n);
    printf("\n");
    printf("排序后的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
};

2、选择排序

步骤:在要排序的一组数中,选出最小(或者最大)的一个数与第1个位置的数交换;然后在剩下的数当中再找最小(或者最大)的与第2个位置的数交换,依次类推,直到第n-1个元素(倒数第二个数)和第n个元素(最后一个数)比较为止。

C语言实现:

复制代码
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
//选择排序
void Swap(int* x, int* y)
{
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}
void selectionSort(int arr[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n - 1; i++)
    {
        int minid = i;
        for (int j = i+1; j < n; j++)
        {
            if (arr[j] < arr[minid]) {
               
                Swap(&arr[j], &arr[minid]);
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int arr[] = { 64,56,53,13,12,16,19,55,2,3,6 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("排序前的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    selectionSort(arr, n);
    printf("\n");
    printf("排序后的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
};

3、冒泡排序

步骤:

升序排序为例:

  • 比较相邻元素,如果前面的比后面的元素大,则两元素交换位置

  • 对每一对相邻元素进行比较,大的放后,这样最后的元素将是最大的元素

  • 对越来越少的混乱元素重复上述步骤(最后的元素已经有序,不需比较),直到没有元素需要交换位置

C语言实现:

复制代码
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
//冒泡排序
void Swap(int *x, int *y)
{
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}
void bubbleSort(int arr[], int n)
{
    for (int i = 0; i <n-1; i++)
    {
        int flag = 1;
        for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                flag = 0;
                Swap(&arr[j], &arr[j + 1]);

            } 
        }
        if (flag == 1) {
            return;
        }
    }
}
int main()
{
    int arr[] = { 64,56,53,13,12,16,19,55,2,3,6 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("排序前的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    bubbleSort(arr, n);
    printf("\n");
    printf("排序后的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
};

4、快速排序

步骤:

1、选出一个key,一般是最左边或是最右边的。

2、定义一个begin和一个end,begin从左向右走,end从右向左走。(需要注意的是:若选择最左边的数据作为key,则需要end先走;若选择最右边的数据作为key,则需要bengin先走)。

3、在走的过程中,若end遇到小于key的数,则停下,begin开始走,直到begin遇到一个大于key的数时,将begin和right的内容交换,end再次开始走,如此进行下去,直到begin和end最终相遇,此时将相遇点的内容与key交换即可。(选取最左边的值作为key)

4.此时key的左边都是小于key的数,key的右边都是大于key的数

5.将key的左序列和右序列再次进行这种单趟排序,如此反复操作下去,直到左右序列只有一个数据,或是左右序列不存在时,便停止操作,此时此部分已有序。

C语言实现:

复制代码
#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
//快速排序
void Swap(int* x, int* y)
{
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}
int partition(int arr[], int low, int high)
{
    int pivot = arr[high];
    int i = low;
    for (int j = low; j < high; j++)
    {
        if (arr[j] < pivot)
        {
            Swap(&arr[j], &arr[i++]);
        }
    }
    Swap(&arr[i], &arr[high]);
    return i;

}
void quickSort(int arr[], int low,int high)
{
    if (low < high)
    {
        int mid = partition(arr, low, high);
        
        quickSort(arr, low, mid - 1);
        quickSort(arr, mid+1, high);
    }
}
int main()
{
    int arr[] = { 64,56,53,13,12,16,19,55,2,3,6 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("排序前的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    quickSort(arr,0, n-1);
    printf("\n");
    printf("排序后的顺序:\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

参考B站视频:

排序算法:快速排序【图解+代码】_哔哩哔哩_bilibili

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