C语言常见3种排序

主要是三种排序方法:冒泡排序、选择排序、插入排序。

文章目录

一、冒泡排序

1.代码:

2.工作原理:

3.具体过程:

二、选择排序

1.代码

[2. 工作原理](#2. 工作原理)

3.具体过程:

三、插入排序

1.代码

2.工作原理

3.具体过程

总结


一、冒泡排序

通过重复遍历待排序的列表,比较相邻元素并交换顺序错误的元素。(其名称源于较小的元素会像"气泡"一样逐渐"浮"到列表顶端。)


1.代码:

代码如下(示例):

cs 复制代码
//冒泡排序
//从小到大
int main()
{
	int i = 0;//i表示趟数
	int j = 0;
	int a[5] = { 5,3,8,4,6 };
	for (i = 0; i < 5; i++)//至少4趟,这里也可以写成i<4
	{
		for (j = 0; j < 5-i-1; j++)
		{
			if (a[j] > a[j + 1])
			{
				int tmp = a[j];
				a[j] = a[j + 1];
				a[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", a[i]);
	}
	return 0;
}

2.工作原理:

  1. **比较相邻元素**:从列表的第一个元素开始,比较相邻的两个元素。

  2. **交换元素**:如果顺序错误(如前一个元素大于后一个元素),则交换它们。

  3. **重复遍历**:重复上述步骤,直到没有需要交换的元素,列表排序完成。

3.具体过程:

  1. **第一轮**:
  • 比较 5 和 3,交换,得 `[3, 5, 8, 4, 6]`

  • 比较 5 和 8,不交换

  • 比较 8 和 4,交换,得 `[3, 5, 4, 8, 6]`

  • 比较 8 和 6,交换,得 `[3, 5, 4, 6, 8]`

  • 第一轮结束,最大的元素 8 已"浮"到末尾。

  1. **第二轮**:
  • 比较 3 和 5,不交换

  • 比较 5 和 4,交换,得 `[3, 4, 5, 6, 8]`

  • 比较 5 和 6,不交换

  • 第二轮结束,第二大的元素 6 已"浮"到倒数第二位。

  1. **第三轮**:
  • 比较 3 和 4,不交换

  • 比较 4 和 5,不交换

  • 第三轮结束,列表已排序完成。

最终排序结果为 `[3, 4, 5, 6, 8]`。

时间复杂度

  • **最坏情况**:O(n²),列表完全逆序时。

  • **平均情况**:O(n²)。

  • **最好情况**:O(n),列表已经有序时。

优点

  • 实现简单。

  • 对小规模数据有效。

缺点

  • 效率低,尤其对大规模数据。

  • 需要多次遍历和交换。

适用场景

适用于数据量小或对性能要求不高的场景。


二、选择排序

通过不断选择未排序部分的最小元素,并将其放到已排序部分的末尾。其核心思想是每次从未排序部分选出最小元素,与未排序部分的第一个元素交换。


1.代码

代码如下(示例):

cs 复制代码
//选择排序
int main()
{
	int i = 0;//i表示趟数
	int j = 0;
	int a[5] = { 64,65,12,22,11 };
	for (i = 0; i < 5; i++)//选择排序次数
	{
		int min = i;//假设每一趟第一个元素是最小的
		for (j = i; j < 5 ; j++)//元素个数
		{
			if (a[min]>a[j])
			{
				min = j;	 
			}
		}
		int tmp = a[i];
		a[i] = a[min];
		a[min] = tmp;
	}
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", a[i]);
	}
	return 0;
}

2. 工作原理

  1. **找到最小元素**:在未排序部分中找到最小元素。

  2. **交换元素**:将最小元素与未排序部分的第一个元素交换。

  3. **重复步骤**:重复上述过程,直到所有元素排序完成。

3.具体过程:

  1. **第一轮**:
  • 找到最小元素 11,与第一个元素 64 交换,得 `[11, 25, 12, 22, 64]`

  • 已排序部分为 `[11]`,未排序部分为 `[25, 12, 22, 64]`

  1. **第二轮**:
  • 找到最小元素 12,与第一个元素 25 交换,得 `[11, 12, 25, 22, 64]`

  • 已排序部分为 `[11, 12]`,未排序部分为 `[25, 22, 64]`

  1. **第三轮**:
  • 找到最小元素 22,与第一个元素 25 交换,得 `[11, 12, 22, 25, 64]`

  • 已排序部分为 `[11, 12, 22]`,未排序部分为 `[25, 64]`

  1. **第四轮**:
  • 找到最小元素 25,已在正确位置,无需交换。

  • 已排序部分为 `[11, 12, 22, 25]`,未排序部分为 `[64]`

  1. **第五轮**:
  • 最后一个元素 64 已在正确位置。

  • 最终排序结果为 `[11, 12, 22, 25, 64]`

时间复杂度

  • **最坏情况**:O(n²),列表完全逆序时。

  • **平均情况**:O(n²)。

  • **最好情况**:O(n²),即使列表已经有序,仍需进行相同次数的比较。

优点

  • 实现简单。

  • 对小规模数据有效。

缺点

  • 效率低,尤其对大规模数据。

  • 需要多次遍历和交换。

适用场景

适用于数据量小或对性能要求不高的场景。


三、插入排序

通过构建有序序列,逐步将未排序部分的元素插入到已排序部分的适当位置。其核心思想是将每个未排序元素插入到已排序部分的正确位置,直到所有元素排序完成。


1.代码

代码如下(示例):

cs 复制代码
int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    // 插入排序(直接写在 main 里)
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int key = arr[i];  // 当前要插入的元素
        int j = i - 1;    // 已排序部分的最后一个位置

        // 把比 key 大的元素往后移
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;  // 插入到正确位置
    }

    // 输出排序后的数组
    printf("Sorted array: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }

    return 0;
}

外层循环:从第 2 个元素(`i = 1`)开始遍历数组,因为第一个元素默认是"已排序"的。

内层循环:从 `i - 1` 开始往前找,如果 `arr[j] > key`,就把 `arr[j]` 往后移一位。

直到找到 `arr[j] <= key` 的位置,然后把 `key` 插入到 `j + 1` 的位置。


2.工作原理

  1. **初始状态**:将第一个元素视为已排序部分,其余元素为未排序部分。

  2. **插入元素**:从未排序部分取出第一个元素,与已排序部分的元素从后向前比较,找到合适的位置插入。

  3. **重复步骤**:重复上述过程,直到所有元素排序完成。

3.具体过程

  1. **第一轮**:
  • 已排序部分为 `[12]`,未排序部分为 `[11, 13, 5, 6]`

  • 取出 11,与 12 比较,插入到 12 前面,得 `[11, 12, 13, 5, 6]`

  • 已排序部分为 `[11, 12]`,未排序部分为 `[13, 5, 6]`

  1. **第二轮**:
  • 取出 13,与 12 比较,插入到 12 后面,得 `[11, 12, 13, 5, 6]`

  • 已排序部分为 `[11, 12, 13]`,未排序部分为 `[5, 6]`

  1. **第三轮**:
  • 取出 5,与 13、12、11 比较,插入到 11 前面,得 `[5, 11, 12, 13, 6]`

  • 已排序部分为 `[5, 11, 12, 13]`,未排序部分为 `[6]`

  1. **第四轮**:
  • 取出 6,与 13、12、11、5 比较,插入到 5 后面,得 `[5, 6, 11, 12, 13]`

  • 已排序部分为 `[5, 6, 11, 12, 13]`,未排序部分为空

时间复杂度

  • **最坏情况**:O(n²),列表完全逆序时。

  • **平均情况**:O(n²)。

  • **最好情况**:O(n),列表已经有序时。

优点

  • 实现简单。

  • 对小规模数据或基本有序的数据有效。

缺点

  • 效率低,尤其对大规模数据。

  • 需要多次比较和移动。

适用场景

适用于数据量小或基本有序的数据集。


总结

主要是三种排序方法:冒泡排序、选择排序、插入排序。

以及它们的工作原理,具体的工作流程,时间复杂度空间复杂度和适用场景

相关推荐
跟着珅聪学java20 分钟前
spring boot +Elment UI 上传文件教程
java·spring boot·后端·ui·elementui·vue
我命由我1234526 分钟前
Spring Boot 自定义日志打印(日志级别、logback-spring.xml 文件、自定义日志打印解读)
java·开发语言·jvm·spring boot·spring·java-ee·logback
lilye6627 分钟前
程序化广告行业(55/89):DMP与DSP对接及数据统计原理剖析
java·服务器·前端
徐小黑ACG1 小时前
GO语言 使用protobuf
开发语言·后端·golang·protobuf
0白露2 小时前
Apifox Helper 与 Swagger3 区别
开发语言
Tanecious.3 小时前
机器视觉--python基础语法
开发语言·python
叠叠乐3 小时前
rust Send Sync 以及对象安全和对象不安全
开发语言·安全·rust
想跑步的小弱鸡3 小时前
Leetcode hot 100(day 3)
算法·leetcode·职场和发展
战族狼魂4 小时前
CSGO 皮肤交易平台后端 (Spring Boot) 代码结构与示例
java·spring boot·后端
Tttian6225 小时前
Python办公自动化(3)对Excel的操作
开发语言·python·excel