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1.c语言选择排序算法及代码
选择排序是排序算法的一种,这里以从小到大排序为例进行讲解。
#include#include#define n 8void select_sort(int a[],int n);//选择排序实现void select_sort(int a[],int n)//n为数组a的元素个数{ //进行n-1轮选择 for(int i=0; i { int min_index = i; //找出第i小的数所在的位置 for(int j=i+1; j { if(a[j] { min_index = j; } } //将第i小的数,放在第i个位置;如果刚好,就不用交换 if( i != min_index) { int temp = a[i]; a[i] = a[min_index]; a[min_index] = temp; } }}int main(){ int num[n] = {89, 38, 11, 78, 96, 44, 19, 25}; select_sort(num, n); for(int i=0; i printf("%d ", num[i]); printf("\n"); system("pause"); return 0;}
注意:选择排序是一种不稳定的排序算法,可能会打乱两个相同数字的原有顺序。
2.c语言冒泡排序算法及代码
冒泡排序是排序算法的一种,思路清晰,代码简洁,常被用在大学生计算机课程中。
“冒泡”这个名字的由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端,故名。
这里以从小到大排序为例进行讲解。
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#include#include#define n 8void bubble_sort(int a[],int n);//一般实现void bubble_sort(int a[],int n)//n为数组a的元素个数{ //一定进行n-1轮比较 for(int i=0; i { //每一轮比较前n-1-i个,即已排序好的最后i个不用比较 for(int j=0; j { if(a[j] > a[j+1]) { int temp = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1]=temp; } } }}//优化实现void bubble_sort_better(int a[],int n)//n为数组a的元素个数{ //最多进行n-1轮比较 for(int i=0; i { bool issorted = true; //每一轮比较前n-1-i个,即已排序好的最后i个不用比较 for(int j=0; j { if(a[j] > a[j+1]) { issorted = false; int temp = a[j]; a[j] = a[j+1]; a[j+1]=temp; } } if(issorted) break; //如果没有发生交换,说明数组已经排序好了 }}int main(){ int num[n] = {89, 38, 11, 78, 96, 44, 19, 25}; bubble_sort(num, n); //或者使用bubble_sort_better(num, n); for(int i=0; i printf("%d ", num[i]); printf("\n"); system("pause"); return 0;}
3.c语言插入排序算法及代码
插入排序是排序算法的一种,它不改变原有的序列(数组),而是创建一个新的序列,在新序列上进行操作。
这里以从小到大排序为例进行讲解。
#include#include#define n 8void insert_sort(int a[],int n);//插入排序实现,这里按从小到大排序void insert_sort(int a[],int n)//n为数组a的元素个数{ //进行n-1轮插入过程 for(int i=1; i { //首先找到元素a[i]需要插入的位置 int j=0; while( (a[j] { j++; } //将元素插入到正确的位置 if(i != j) //如果i==j,说明a[i]刚好在正确的位置 { int temp = a[i]; for(int k = i; k > j; k--) { a[k] = a[k-1]; } a[j] = temp; } }}int main(){ int num[n] = {89, 38, 11, 78, 96, 44, 19, 25}; insert_sort(num, n); for(int i=0; i printf("%d ", num[i]); printf("\n"); system("pause"); return 0;}注意:插入排序是一种稳定的排序算法,不会改变原有序列中相同数字的顺序。
4.c语言快速排序算法及代码
快速排序是对冒泡法排序的一种改进。
快速排序算法 的基本思想是:将所要进行排序的数分为左右两个部分,其中一部分的所有数据都比另外一 部分的数据小,然后将所分得的两部分数据进行同样的划分,重复执行以上的划分操作,直
到所有要进行排序的数据变为有序为止。
可能仅根据基本思想对快速排序的认识并不深,接下来以对n个无序数列a[0], a[1]…, a[n-1]采用快速排序方法进行升序排列为例进行讲解。
(1)定义两个变量low和high,将low、high分别设置为要进行排序的序列的起始元素和最后一个元素的下标。第一次,low和high的取值分别为0和n-1,接下来的每次取值由划分得到的序列起始元素和最后一个元素的下标来决定。
(2)定义一个变量key,接下来以key的取值为基准将数组a划分为左右两个部分,通 常,key值为要进行排序序列的第一个元素值。第一次的取值为a[0],以后毎次取值由要划 分序列的起始元素决定。
(3)从high所指向的数组元素开始向左扫描,扫描的同时将下标为high的数组元素依次与划分基准值key进行比较操作,直到high不大于low或找到第一个小于基准值key的数组元素,然后将该值赋值给low所指向的数组元素,同时将low右移一个位置。
(4)如果low依然小于high,那么由low所指向的数组元素开始向右扫描,扫描的同时将下标为low的数组元素值依次与划分的基准值key进行比较操作,直到low不小于high或找到第一个大于基准值key的数组元素,然后将该值赋给high所指向的数组元素,同时将high左移一个位置。
(5)重复步骤(3) (4),直到low的植不小于high为止,这时成功划分后得到的左右两部分分别为a[low……pos-1]和a[pos+1……high],其中,pos下标所对应的数组元素的值就是进行划分的基准值key,所以在划分结束时还要将下标为pos的数组元素赋值
为 key。
(6)将划分得到的左右两部分a[low……pos-1]和a[pos+1……high]继续采用以上操作步骤进行划分,直到得到有序序列为止。
为了能够加深读者的理解,接下来通过一段代码来了解快速排序的具体实现方法。
#include #include #define n 6int partition(int arr[], int low, int high){ int key; key = arr[low]; while(low while(low = key ) high--; if(low arr[low++] = arr[high]; while( low low++; if(low arr[high--] = arr[low]; } arr[low] = key; return low;}void quick_sort(int arr[], int start, int end){ int pos; if (start pos = partition(arr, start, end); quick_sort(arr,start,pos-1); quick_sort(arr,pos+1,end); } return;}int main(void){ int i; int arr[n]={32,12,7, 78, 23,45}; printf("排序前 \n"); for(i=0;i printf("%d\t",arr[i]); quick_sort(arr,0,n-1); printf("\n 排序后 \n"); for(i=0; i printf("%d\t", arr[i]); printf ("\n"); system("pause"); return 0;}
运行结果:
排序前 32 12 7 78 23 45 排序后 7 12 23 32 45 78在上面的代码中,根据前面介绍的步骤一步步实现了快速排序算法。接下来通过示意图来演示第一次划分操作。
第一次划分操作
5.c语言归并排序(合并排序)算法及代码
归并排序也称合并排序,其算法思想是将待排序序列分为两部分,依次对分得的两个部分再次使用归并排序,之后再对其进行合并。仅从算法思想上了解归并排序会觉得很抽象,接下来就以对序列a[0],
a[l]…, a[n-1]进行升序排列来进行讲解,在此采用自顶向下的实现方法,操作步骤如下。
(1)将所要进行的排序序列分为左右两个部分,如果要进行排序的序列的起始元素下标为first,最后一个元素的下标为last,那么左右两部分之间的临界点下标mid=(first+last)/2,这两部分分别是a[first
… mid]和a[mid+1 … last]。
(2)将上面所分得的两部分序列继续按照步骤(1)继续进行划分,直到划分的区间长度为1。
(3)将划分结束后的序列进行归并排序,排序方法为对所分的n个子序列进行两两合并,得到n/2或n/2+l个含有两个元素的子序列,再对得到的子序列进行合并,直至得到一个长度为n的有序序列为止。下面通过一段代码来看如何实现归并排序。
#include #include #define n 7void merge(int arr[], int low, int mid, int high){ int i, k; int *tmp = (int *)malloc((high-low+1)*sizeof(int)); //申请空间,使其大小为两个 int left_low = low; int left_high = mid; int right_low = mid + 1; int right_high = high; for(k=0; left_low if(arr[left_low] tmp[k] = arr[left_low++]; }else{ tmp[k] = arr[right_low++]; } } if(left_low //memcpy(tmp+k, arr+left_low, (left_high-left_low+l)*sizeof(int)); for(i=left_low;i tmp[k++] = arr[i]; } if(right_low //若第二个序列有剩余,直接复制出来粘到合并序列尾 //memcpy(tmp+k, arr+right_low, (right_high-right_low+1)*sizeof(int)); for(i=right_low; i tmp[k++] = arr[i]; } for(i=0; i arr[low+i] = tmp[i]; free(tmp); return;}void merge_sort(int arr[], unsigned int first, unsigned int last){ int mid = 0; if(first mid = (first+last)/2; /* 注意防止溢出 */ /*mid = first/2 + last/2;*/ //mid = (first & last) + ((first ^ last) >> 1); merge_sort(arr, first, mid); merge_sort(arr, mid+1,last); merge(arr,first,mid,last); } return;}int main(){ int i; int a[n]={32,12,56,78,76,45,36}; printf ("排序前 \n"); for(i=0;i printf("%d\t",a[i]); merge_sort(a,0,n-1); // 排序 printf ("\n 排序后 \n"); for(i=0;i printf("%d\t",a[i]); printf("\n"); system("pause"); return 0;}运行结果:
排序前 32 12 56 78 76 45 36 排序后 12 32 36 45 56 76 78
图11-9归并排序的操作流程
6.c语言顺序查找算法及代码
顺序査找是一种简单的査找算法,其实现方法是从序列的起始元素开始,逐个将序列中的元素与所要查找的元素进行比较,如果序列中有元素与所要查找的元素相等,那么査找成功,如果査找到序列的最后一个元素都不存在一个元素与所要査找的元素值相等,那么表明査找失败。接下来通过一段代码来了解顺序査找的具体使用。
#include #include #include int ordersearch(int a[], int n, int des){ int i; for(i=0; i if(des==a[i]) return 1; return 0;}int main(){ int i, val; int a[8] = {32,12,56,78,76,45,43,98}; int ret; for(i=0; i printf("%d\t", a[i]); printf("\n请输入所要查找的元素:"); while(1){ scanf("%d", &val); fflush(stdin); ret = ordersearch(a, 8, val); if(1 == ret) printf ("查找成功!"); else printf ("查找失败!"); printf("\n请输入所要查找的元素:"); } return 0;}
运行结果:
32 12 56 78 76 45 43 98 请输出所要查找的元素:78 查找成功! 请输出所要查找的元素:5 查找失败!分析上面的运行结果,首先输入所要查找的元素为78,该数在所要查找的序列中是存在的,所以打印输出“查找成功! ”。接下来输入的数值5在所要查找的序列中并不存在,因此打印输出“查找失败!”。
7.c语言二分查找算法及代码
二分査找也称折半査找,其优点是查找速度快,缺点是要求所要査找的数据必须是有序序列。该算法的基本思想是将所要査找的序列的中间位置的数据与所要査找的元素进行比较,如果相等,则表示査找成功,否则将以该位置为基准将所要査找的序列分为左右两部分。接下来根据所要査找序列的升降序规律及中间元素与所查找元素的大小关系,来选择所要査找元素可能存在的那部分序列,对其采用同样的方法进行査找,直至能够确定所要查找的元素是否存在,具体的使用方法可通过下面的代码具体了解。
#include binarysearch(int a[], int n, int key){ int low = 0; int high = n - 1; while(low int mid = (low + high)/2; int midval = a[mid]; if(midval low = mid + 1; else if(midval>key) high = mid - 1; else return mid; } return -1;}int main(){ int i, val, ret; int a[8]={-32, 12, 16, 24, 36, 45, 59, 98}; for(i=0; i printf("%d\t", a[i]); printf("\n请输人所要查找的元素:"); scanf("%d",&val); ret = binarysearch(a,8,val); if(-1 == ret) printf("查找失败 \n"); else printf ("查找成功 \n"); return 0;}运行结果:
-32 12 16 24 36 45 59 98 请输入所要查找的元素:12 查找成功在上面的代码中,我们成功地通过二分査找算法实现了查找功能,其实现过程如下图所示。
二分査找算法的査找过程
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