幾種常見排序演算法的c語言實現

1）“冒泡法1” 

    其原理為從a[0]開始，依次將其和後面的元素比較,若a[0]>a[i]，則交換它們，一直比較到a[n]。
同理對a[1],a[2],...a[n-1]處理，即完成排序。 

void bubble(int *a,int n) { int i,j,temp; for(i=0;i<n-1;i++) {for(j=i+1;j<n;j++) /*注意迴圈的上下限*/ {if(a[i]>a[j]) { temp=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=temp; }}}} 

2）“冒泡法2” 

冒泡法還有第二種形式，或者叫沉底法也行：

每相鄰的兩個數進行比較，如果發現b[j]>b[j+1]

void bubble(int *b,int n){int i,j,temp;for(i=0;i<n-1;i++){for(j=0;j<n-i-1;j++){if(b[j]>b[j+1]){temp = b[j];b[j] = b[j+1];b[j+1]=temp;}}}}

冒泡法原理簡單，但其缺點是交換次數多，效率低。 

下面介紹一種源自冒泡法但更有效率的方法“選擇法”。
 
3）“選擇法” 
    選擇法迴圈過程與冒泡法1一致，它還定義了記號k=i,然後依次把a[k]同後面元素比較，若a[k]>a[j],則使k=j.
最後看看k=i是否還成立，不成立則交換a[k],a[i],這樣就比冒泡法省下許多無用的交換，提高了效率。 

void choise(int *a,int n) { int i,j,min,temp; for(i=0;i<n-1;i++) { min=i; /*給記號賦值*/ for(j=i+1;j<n;j++) {if(a[min]>a[j]) min=j; /*是k總是指向最小元素*/ }if(i!=min) /*當k!=i是才交換，否則a[i]即為最小*/ { temp=a[i]; a[i]=a[min]; a[min]=temp; } } } 

4）“插入法” 
插入法是一種比較直觀的排序方法。
它首先把數組頭兩個元素排好序，再依次把後面的元素插入適當的位置。
把數組元素插完也就完成了排序。 

void insert(int *a,int n) { int i,j,temp; for(i=1;i<n;i++) { temp=a[i]; /*temp為要插入的元素*/ j=i-1; while( j>=0&&temp<a[j] ) { /*從a[i-1]開始找比a[i]小的數，同時把數組元素向後移*/ a[j+1]=a[j]; j--; } a[j+1]=temp;            /*插入*/ } } 

但說到高效率，非“快速法”莫屬，現在就讓我們來瞭解它。 

5）“快速法” 

    快速法定義了三個參數,（數組首地址*a,要排序數組起始元素下標i,要排序數組結束元素下標j).

    它首先選一個數組元素（一般為a[ (i+j)/2 ],即中間元素）作為參照,把比它小的元素放到它的左邊，比它大的放在右邊。

    然後運用遞迴，在將它左，右兩個子數組排序，最後完成整個數組的排序。

下面分析其代碼： 

void quick(int *a,int i,int j) { int m,n,temp; int k; m=i; n=j; k=a[(i+j)/2]; /*選取的參照*/ do { while(  a[m]<k && m<j  ) m++; /* 從左至右找比k大的元素*/ while( a[n] >k && n>i )   n--; /* 從右至左找比k小的元素*/ if(m<=n) { /*若找到且滿足條件，則交換*/ temp=a[m];a[m]=a[n];a[n]=temp;m++;n--;}}while(m<=n); if(m<j) quick(a,m,j); /*運用遞迴*/ if(n>i) quick(a,i,n); } 

6）“shell法” 
shell法是一個叫 shell 的美國人與1969年發明的。
它首先把相距k(k>=1)的那幾個元素排好序，再縮小k值（一般取其一半），再排序，直到k=1時完成排序。
下面讓我們來分析其代碼： 

void shell(int *a,int n) { int i,j,k,x; k=n/2; /*間距值*/ while(k>=1) { for(i=k;i<n;i++) { x=a[i]; j=i-k; while(j>=0&&x<a[j]) { a[j+k]=a[j]; j-=k; } a[j+k]=x; } k/=2; /*縮小間距值*/ } } 

上面我們已經對幾種排序法作了介紹，現在讓我們寫個主函數檢驗一下。 

#include<stdio.h> 
/*別偷懶，下面的"..."代表函數體，自己加上去哦！*/ 
void bubble(int *a,int n) 
{ 
... 
} 
void choise(int *a,int n) 
{ 
... 
} 
void quick(int *a,int i,int j) 
{ 
... 
} 
void insert(int *a,int n) 
{ 
... 
} 
void shell(int *a,int n) 
{ 
... 
} 

/*為了列印方便，我們寫一個print吧。*/ 
void print(int *a,int n) 
{ 
int i; 
for(i=0;i<n;i++) 
printf("%5d",a[i]); 
printf("\n"); 
} 

main() 
{  /*為了公平，我們給每個函數定義一個相同數組*/ 
int a1[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a2[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a3[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a4[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 
int a5[]={13,0,5,8,1,7,21,50,9,2}; 

printf("the original list:"); 
print(a1,10); 
printf("according to bubble:"); 
bubble(a1,10); 
print(a1,10); 
printf("according to choise:"); 
choise(a2,10); 
print(a2,10); 
printf("according to quick:"); 
quick(a3,0,9); 
print(a3,10); 
printf("according to insert:"); 
insert(a4,10); 
print(a4,10); 
printf("according to shell:"); 
shell(a5,10); 
print(a5,10); 
}