C语言中三种常见排序算法分析
C语言中三种常见排序算法分析
一、冒泡法(起泡法)
算法要求:用起泡法对10个整数按升序排序。
算法分析:如果有n个数,则要进行n-1趟比较。在第1趟比较中要进行n-1次相邻元素的两两比较,在第j趟比较中要进行n-j次两两比较。比较的顺序从前往后,经过一趟比较后,将最值沉底(换到最后一个元素位置),最大值沉底为升序,最小值沉底为降序。
算法源代码:
# include
main()
{
int a[10],i,j,t;
printf("Please input 10 numbers: ");
/*输入源数据*/
for(i=0;i<10;i++)
scanf("%d",&a[i]);
/*排序*/
for(j=0;j<9;j++) /*外循环控制排序趟数,n个数排n-1趟*/
for(i=0;i<9-j;i++) /*内循环每趟比较的次数,第j趟比较n-j次*/
if(a[i]>a[i+1]) /*相邻元素比较,逆序则交换*/
{ t=a[i];
a[i]=a[i+1];
a[i+1]=t;
}
/*输出排序结果*/
printf("The sorted numbers: ");
for(i=0;i<10;i++)
printf("%d ",a[i]);
printf("\n");
}
算法特点:相邻元素两两比较,每趟将最值沉底即可确定一个数在结果的位置,确定元素位置的顺序是从后往前,其余元素可能作相对位置的调整。可以进行升序或降序排序。
算法分析:定义n-1次循环,每个数字比较n-j次,比较前一个数和后一个数的大小。然后交换顺序。二、选择法
算法要求:用选择法对10个整数按降序排序。
算法分析:每趟选出一个最值和无序序列的第一个数交换,n个数共选n-1趟。第i趟假设i为最值下标,然后将最值和i+1至最后一个数比较,找出最值的下标,若最值下标不为初设值,则将最值元素和下标为i的元素交换。
算法源代码:
# include
main()
{
int a[10],i,j,k,t,n=10;
printf("Please input 10 numbers:");
for(i=0;i<10;i++)
scanf("%d",&a[i]);
for(i=0;i { k=i;/*假设当前趟的第一个数为最值,记在k中*/ for(j=i+1;j if(a[k] k=j;/*则将其下标记在k中*/ if(k!=i) /*若k不为最初的i值,说明在其后找到比其更大的数*/ { t=a[k]; a[k]=a[i]; a[i]=t; } /*则交换最值和当前序列的第一个数*/ } printf("The sorted numbers: "); for(i=0;i<10;i++) printf("%d ",a[i]); printf("\n"); } 算法特点:每趟是选出一个最值确定其在结果序列中的位置,确定元素的位置是从前往后,而每趟最多进行一次交换,其余元素的相对位置不变。可进行降序排序或升序排序。 算法分析:定义外部n-1次循环,假设第一个为最值,放在参数中,在从下一个数以后找最值若后面有比前面假设的最值更大的就放在k中,然后在对k进行分析。若k部位最初的i值。也就是假设的i不是最值,那么就交换最值和当前序列的第一个数 三、插入法 算法要求:用插入排序法对10个整数进行降序排序。 算法分析:将序列分为有序序列和无序列,依次从无序序列中取出元素值插入到有序序列的合适位置。初始是有序序列中只有第一个数,其余n-1个数组成无序序列,则n个数需进n-1次插入。寻找在有序序列中插入位置可以从有序序列的最后一个数往前找,在未找到插入点之前可以同时向后移动元素,为插入元素准备空间。 算法源代码: # include main() { int a[10],i,j,t; printf("Please input 10 numbers: "); for(i=0;i<10;i++) scanf("%d",&a[i]); for(i=1;i<10;i++) /*外循环控制趟数,n个数从第2个数开始到最后共进行n-1次插入*/ { t=a[i]; /*将待插入数暂存于变量t中*/ for( j=i-1 ; j>=0 && t>a[j] ; j-- )/*在有序序列(下标0 ~ i-1)中寻找插入位置*/ a[j+1]=a[j]; /*若未找到插入位置,则当前元素后移一个位置*/ a[j+1]=t; /*找到插入位置,完成插入*/ } printf("The sorted numbers: "); for(i=0;i<10;i++) printf("%d ",a[i]); printf("\n"); } 四、两路归并 main() { int a[3]={5,9,10}; int b[5]={12,24,26,37,48}; int c[10],i,j,k; i=j=k=0; while(i<3&&j<5) {if(a[i]>b[j]) {c[k]=b[j]; k++; j++; } else { c[k]=a[i]; k++; i++; } while(i<3) {c[k]=a[i]; i++; k++; } while(j<5) {c[k]=b[j]; j++; k++; } for(i=0;i } 算法特点:每趟从无序序列中取出第一个数插入到有序序列的合适位置,元素的最终位置在最后一趟插入后才能确定位置。也可是先用循环查找插入位置(可从前往后或从后往前),再将插入位置之后的元素(有序列中)逐个后移一个位置,最后完成插入。该算法的特点是在寻找插入位置的同时完成元素的移动。因为元素的移动必 须从后往前,则可将两个操作结合在一起完成,提高算法效率。仍可进行升序或降序排序。 几种排序的概念 在数据的处理中,数据的排序是相当重要的。它可以使数据更有条理,方便数据的其它处理。在学习生活中,也经常用到数据的排序,如:考完试后个人成绩的排名、运动会上班级总分的排名、常规评比分数的排序。这些排序当然不是人工完成的,它们大多数是用excel软件来代劳的。那么excel软件的排序的本质方法是什么呢?这就是我所要研究学习的内容。 通过查阅图书、教材,搜索资料、教程,我了解到:排序的本质其实就是比较。对于任何一种排序方法来说,比较都是其最重要的一个组成部分。但它也是最简单的部分,因为排序方法的好坏、快慢取决于比较的方法、比较的顺序和比较的次数,而与比较本身关系不大。那么,排序具体有那些方法呢?下面介绍几种我研究学习了的算法。 一、冒泡排序 已知一组无序数据a[1]、a[2]、……a[n],需将其按升序排列。首先比较a[1]与a[2]的值,若a[1]大于a[2]则交换两者的值,否则不变。再比较a[2]与a[3]的值,若a[2]大于a[3]则交换两者的值,否则不变。再比较a[3]与a[4],依此类推,最后比较a[n-1]与a[n]的值。这样处理一轮后,a[n]的值一定是这组数据中最大的。再对a[1]~a[n-1]以相同方法处理一轮,则a[n-1]的值一定是a[1]~a[n-1]中最大的。再对a[1]~a[n-2]以相同方法处理一轮,依此类推。共处理n-1轮后a[1]、a[2]、……a[n]就以升序排列了。 优点:稳定,比较次数已知; 缺点:慢,每次只能移动相邻两个数据,移动数据的次数多。 二、选择排序 已知一组无序数据a[1]、a[2]、……a[n],需将其按升序排列。首先比较a[1]与a[2]的值,若a[1]大于a[2]则交换两者的值,否则不变。再比较a[1]与a[3]的值,若a[1]大于a[3]则交换两者的值,否则不变。再比较a[1]与a[4],依此类推,最后比较a[1]与a[n]的值。这样处理一轮后,a[1]的值一定是这组数据中最小的。再将a[2]与a[3]~a[n]以相同方法比较一轮,则a[2]的值一定是a[2]~a[n]中最小的。再将a[3]与a[4]~a[n]以相同方法比较一轮,依此类推。共处理n-1轮后a[1]、a[2]、……a[n]就以升序排列了。 优点:稳定,比较次数与冒泡排序一样,数据移动次数比冒泡排序少; 缺点:相对之下还是慢。 三、插入排序 已知一组升序排列数据a[1]、a[2]、……a[n],一组无序数据b[1]、b[2]、……b[m],需将二者合并成一个升序数列。首先比较b[1]与a[1]的值,若b[1]大于a[1],则跳过,比较b[1]与a[2]的值,若b[1]仍然大于a[2],则继续 跳过,直到b[1]小于a数组中某一数据a[x],则将a[x]~a[n]分别向后移动一位,将b[1]插入到原来a[x]的位置这就完成了b[1]的插入。b[2]~b[m]用相同方法插入。(若无数组a,可将b[1]当作n=1的数组a) 优点:稳定,快; 缺点:比较次数不一定,比较次数越少,插入点后的数据移动越多,特别是当数据总量庞大的时候,但用链表可以解决这个问题。 四、缩小增量排序 由希尔在1959年提出,又称希尔排序。 已知一组无序数据a[1]、a[2]、……a[n],需将其按升序排列。发现当n不大是,插入排序的效果很好。首先取一增量d(d 优点:快,数据移动少; 缺点:不稳定,d的取值是多少,应取多少个不同的值,都无法确切知道,只能凭经验来取。 五、快速排序 快速排序是冒泡排序的改进版,是目前已知的最快的排序方法。 已知一组无序数据a[1]、a[2]、……a[n],需将其按升序排列。首先任取数据a[x]作为基准。比较a[x]与其它数据并排序,使a[x]排在数据的第k位,并且使a[1]~a[k-1]中的每一个数据a[x],然后采用分治的策略分别对a[1]~a[k-1]和a[k+1]~a[n]两组数据进行快速排序。 优点:极快,数据移动少; 缺点:不稳定。 经过一段时间的学习和编程,我已对上述几种排序方法熟练掌握或有所了解。在此基础上,经过我的思考和实践,我研究出了一种新的排序算法:分段插入排序。 分段插入排序 已知一组升序排列数据a[1]、a[2]、……a[n],一组无序数据b[1]、b[2]、……b[m],需将二者合并成一个升序数列。先将数组a分成x等份(x< 优点:快,比较次数少; 缺点:不适用于较少数据的排序,s的临界值无法确切获知,只能凭经验取。 我设计的算法或许优于某些算法,但它也有它的优点、缺点和适用范围。不仅排序算法如此,任何算法都一样。没有任何一个人干说自己的算法是最好的。设计新算法的过程其实就是增加其优点,减少其缺点和拓宽其适用范围的过程。我最崇尚的一句话就是:“没有最好,只有更好。” C语言几种常见的排序方法 2009-04-2219:55 插入排序是这样实现的: 首先新建一个空列表,用于保存已排序的有序数列(我们称之为"有序列表")。 从原数列中取出一个数,将其插入"有序列表"中,使其仍旧保持有序状态。 重复2号步骤,直至原数列为空。 插入排序的平均时间复杂度为平方级的,效率不高,但是容易实现。它借助了"逐步扩大成果"的思想,使有序列表的长度逐渐增加,直至其长度等于原列表的长度。 冒泡排序 冒泡排序是这样实现的: 首先将所有待排序的数字放入工作列表中。 从列表的第一个数字到倒数第二个数字,逐个检查:若某一位上的数字大于他的下一位,则将它与它的下一位交换。 重复2号步骤,直至再也不能交换。 冒泡排序的平均时间复杂度与插入排序相同,也是平方级的,但也是非常容易实现的算法。 选择排序 选择排序是这样实现的: 设数组内存放了n个待排数字,数组下标从1开始,到n结束。 i=1 从数组的第i个元素开始到第n个元素,寻找最小的元素。 将上一步找到的最小元素和第i位元素交换。 如果i=n-1算法结束,否则回到第3步 选择排序的平均时间复杂度也是O(n²)的。 快速排序 现在开始,我们要接触高效排序算法了。实践证明,快速排序是所有排序算法中最高效的一种。它采用了分治的思想:先保证列表的前半部分都小于后半部分,然后分别对前半部分和后半部分排序,这样整个列表就有序了。这是一种先进的思想,也是它高效的原因。因为在排序算法中,算法的高效与否与列表中数字间的比较次数有直接的关系,而"保证列表的前半部分都小于后半部分"就使得前半部分的任何一个数从此以后都不再跟后半部分的数进行比较了,大大减少了数字间不必要的比较。但查找数据得另当别论了。 堆排序 堆排序与前面的算法都不同,它是这样的: 首先新建一个空列表,作用与插入排序中的"有序列表"相同。 找到数列中最大的数字,将其加在"有序列表"的末尾,并将其从原数列中删除。 重复2号步骤,直至原数列为空。 堆排序的平均时间复杂度为nlogn,效率高(因为有堆这种数据结构以及它奇妙的特征,使得"找到数列中最大的数字"这样的操作只需要O(1)的时间复杂度,维护需要logn的时间复杂度),但是实现相对复杂(可以说是这里7种算法中比较难实现的)。 C语言9种常用排序法 1.冒泡排序 2.选择排序 3.插入排序 4.快速排序 5.希尔排序 6.归并排序 7.堆排序 8.带哨兵的直接插入排序 9.基数排序 例子:乱序输入n个数,输出从小到大排序后的结果1.冒泡排序 #include for(i=0;i int i, j, n, a[100], t, temp; while(scanf("%d",&n)!=EOF) { for(i=0;i 一、设计思想 插入排序:首先,我们定义我们需要排序的数组,得到数组的长度。如果数组只有一个数字,那么我们直接认为它已经是排好序的,就不需要再进行调整,直接就得到了我们的结果。否则,我们从数组中的第二个元素开始遍历。然后,启动主索引,我们用curr当做我们遍历的主索引,每次主索引的开始,我们都使得要插入的位置(insertIndex)等于-1,即我们认为主索引之前的元素没有比主索引指向的元素值大的元素,那么自然主索引位置的元素不需要挪动位置。然后,开始副索引,副索引遍历所有主索引之前的排好的元素,当发现主索引之前的某个元素比主索引指向的元素的值大时,我们就将要插入的位置(insertIndex)记为第一个比主索引指向元素的位置,跳出副索引;否则,等待副索引自然完成。副索引遍历结束后,我们判断当前要插入的位置(insertIndex)是否等于-1,如果等于-1,说明主索引之前元素的值没有一个比主索引指向的元素的值大,那么主索引位置的元素不要挪动位置,回到主索引,主索引向后走一位,进行下一次主索引的遍历;否则,说明主索引之前insertIndex位置元素的值比主索引指向的元素的值大,那么,我们记录当前主索引指向的元素的值,然后将主索引之前从insertIndex位置开始的所有元素依次向后挪一位,这里注意,要从后向前一位一位挪,否则,会使得数组成为一串相同的数字。最后,将记录下的当前索引指向的元素的值放在要插入的位置(insertIndex)处,进行下一次主索引的遍历。继续上面的工作,最终我们就可以得到我们的排序结果。插入排序的特点在于,我们每次遍历,主索引之前的元素都是已经排好序的,我们找到比主索引指向元素的值大的第一个元素的位置,然后将主索引指向位置的元素插入到该位置,将该位置之后一直到主索引位置的元素依次向后挪动。这样的方法,使得挪动的次数相对较多,如果对于排序数据量较大,挪动成本较高的情况时,这种排序算法显然成本较高,时间复杂度相对较差,是初等通用排序算法中的一种。 选择排序:选择排序相对插入排序,是插入排序的一个优化,优化的前提是我们认为数据是比较大的,挪动数据的代价比数据比较的代价大很多,所以我们选择排序是追求少挪动,以比较次数换取挪动次数。首先,我们定义我们需要排序的数组,得到数组的长度,定义一个结果数组,用来存放排好序的数组,定义一个最小值,定义一个最小值的位置。然后,进入我们的遍历,每次进入遍历的时候我们都使得当前的最小值为9999,即认为每次最小值都是最大的数,用来进行和其他元素比较得到最小值,每次认为最小值的位置都是0,用来重新记录最小值的位置。然后,进入第二层循环,进行数值的比较,如果数组中的某个元素的值比最小值小,那么将当前的最小值设为元素的值,然后记录下来元素的位置,这样,当跳出循环体的时候,我们会得到要排序数组中的最小值,然后将最小值位置的数值设置为9999,即我们得到了最小值之后,就让数组中的这个数成为最大值,然后将结果数组result[]第主索引值位置上的元素赋值为最小值,进行下一次外层循环重复上面的工作。最终我们就得到了排好序的结果数组result[]。选择排序的优势在于,我们挪动元素的次数很少,只是每次对要排序的数组进行整体遍历,找到其中的最小的元素,然后将改元素的值放到一个新的结果数组中去,这样大大减少了挪动的次序,即我们要排序的数组有多少元素,我们就挪动多少次,而因为每次都要对数组的所有元素进行遍历,那么比较的次数就比较多,达到了n2次,所以,我们使用选择排序的前提是,认为挪动元素要比比较元素的成本高出很多的时候。他相对与插入排序,他的比较次数大于插入排序的次数,而挪动次数就很少,元素有多少个,挪动次数就是多少个。 希尔排序:首先,我们定义一个要排序的数组,然后定义一个步长的数组,该步长数组是由一组特定的数字组成的,步长数组具体得到过程我们不去考虑,是由科学家经过很长时间计算得到的,已经根据时间复杂度的要求,得到了最适合希尔排序的一组步长值以及计算C语言几种常见的排序方法
C语言9种常用排序法
几种排序算法的分析与比较--C语言
C语言的四种排序