五种C语言非数值计算的常用经典排序算法
摘要：排序是计算机的一种操作方法，其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列，主要分为内部排序和外部排序。
排序
排序是计算机的一种操作方法，其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列，主要分为内部排序和外部排序。
（1）冒泡排序（起泡排序）
冒泡排序（Bubble Sort），其基本思路是，对于一组要排序的元素列，依次比较相邻的两个数，将比较小的数放在前面，比较大的数放在后面，如此继续，直到比较到最后的两个数，将小数放在前面，大数放在后面，重复步骤，直至全部排序完成。
优点：稳定；
缺点：慢，每次只能移动相邻两个数据。
假设要对含有n个数的序列进行升序排列，冒泡排序算法步骤是：
①从存放序列的数组中的第一个元素开始到最后一个元素，依次对相邻两数进行比较，若前者大后者小，则交换两数的位置；
②第①趟结束后，最大数就存放到数组的最后一个元素里了，然后从第一个元素开始到倒数第二个元素，依次对相邻两数进行比较，若前者大后者小，则交换两数的位置；
③重复步骤①n-1趟，每趟比前一趟少比较一次，即可完成所求。
1、任意读入10个整数，将其用冒泡法按升序排列后输出。
#define n 10 void main() { int a[n],i,j,t; for(i=0;i<n;i++) scanf("%d",&a[i]); for(j=1;j<=n-1;j++) /*n个数处理n-1趟*/ for(i=0;i<=n-1-j;i++) /*每趟比前一趟少比较一次*/ if(a[i]>a[i+1]) { t=a[i]; a[i]=a[i+1]; a[i+1]=t; } for(i=0;i<n;i++) printf("%d\n",a[i]); }
2、传统方法：
#include <stdio.h> void main() { int a[11],i,j,t; printf("Input 10 numbers:\n"); for(i=1;i<11;i++) { scanf("%d",&a[i]); } printf("\n"); for(j=1;j<=9;j++) for(i=1;i<=10-j;i++) if(a[i]>a[i+1]) { t=a[i]; a[i]=a[i+1]; a[i+1]=t; } printf("The sorted numbers:\n"); for(i=1;i<11;i++) printf("%d ",a[i]); }
（2）选择法排序
选择排序法是每一趟在n-i+1（i=1，2，…n-1）个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列中第i个记录。基于此思想的算法主要有简单选择排序、树型选择排序和堆排序。
优点：移动数据的次数已知（n-1次）；
缺点：比较次数多，不稳定。
选择法排序是相对好理解的排序算法。假设要对含有n个数的序列进行升序排列，算法步骤是：
①从数组存放的n个数中找出最小数的下标（算法见下面的“求最值”），然后将最小数与第1个数交换位置；
②除第1个数以外，再从其余n-1个数中找出最小数（即n个数中的次小数）的下标，将此数与第2个数交换位置；
③重复步骤①n-1趟，即可完成所求。
1、任意读入10个整数，将其用选择法按升序排列后输出。
#include <stdio.h> #define n 10 void main() { int a[n],i,j,k,t; for(i=0;i<n;i++) scanf("%d",&a[i]); for(i=0;i<n-1;i++) /*处理n-1趟*/ { k = i; /*总是假设此趟处理的第一个（即全部数的第i个）数最小，k记录其下标*/ for(j=i+1;j<n;j++) if(a[j] < a[k]) k = j; if (k != i) { t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t; } } for(i=0;i<n;i++) printf("%d\n",a[i]); }
2、传统方法：
#include <stdio.h> void main() { int a[11],i,j,k,x; printf("Input 10 numbers:\n"); for(i=1;i<=10;i++) scanf("%d",&a[i]); printf("\n"); for(i=1;i<=10;i++) { k=i; for(j=i+1;j<=10;j++) if(a[j]<a[k]) k=j; if(i!=k) { x=a[i]; a[i]=a[k]; a[k]=x; } } printf("The sorted numbers:\n"); for(i=1;i<=10;i++) printf("%d ",a[i]); }
函数法：
#include <stdio.h> void sort(int array[],int n) { int i,j,k,t; for(i=0;i<n-1;i++) { k=i; for(j=i+1;j<n;j++) if(array[j]<array[k]) k=j; if(k!=i) { t=array[i]; array[i]=array[k]; array[k]=t; } } } main() { int a[10],i; for(i=0;i<10;i++) scanf("%d",&a[i]); sort(a,10);/*数组名作函数参数*/ for(i=0;i<10;i++) printf("%d ",a[i]); printf("\n"); }
（3）插入法排序
优点：稳定，快；
缺点：比较次数不一定，比较次数越多，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。
要想很好地掌握此算法，先请了解“有序序列的插入算法”，就是将某数据插入到一个有序序列后，该序列仍然有序。插入算法参见下面的“数组元素的插入”。
1、将任意读入的整数x插入一升序数列后，数列仍按升序排列。
#include <stdio.h> #define n 10 void main() { int a[n]={-1,3,6,9,13,22,27,32,49},x,j,k; /*注意留一个空间给待插数*/ scanf("%d",&x); if(x>a[n-2]) a[n-1]=x ; /*比最后一个数还大就往最后一个元素中存放*/ else /*查找待插位置*/ {j=0; while( j<=n-2 && x>a[j]) j++; /*从最后一个数开始直到待插位置上的数依次后移一位*/ for(k=n-2; k>=j; k- -) a[k+1]=a[k]; a[j]=x; /*插入待插数*/ } for(j=0;j<=n-1;j++) printf("%d ",a[j]); }
插入法排序的要领就是每读入一个数立即插入到最终存放的数组中，每次插入都使得该数组有序。
2、任意读入10个整数，将其用插入法按降序排列后输出。
#include <stdio.h> #define n 10 main() {int a[n],i,j,k,x; scanf("%d",&a[0]); /*读入第一个数，直接存到a[0]中*/ for(j=1;j<n;j++) /*将第2至第10个数一一有序插入到数组a中*/ {scanf("%d",&x); if(x<a[j-1]) a[j]=x; /*比原数列最后一个数还小就往最后一个元素之后存放新读的数*/ else /*以下查找待插位置*/ {i=0; while(x<a[i]&&i<=j-1) i++; /*以下for循环从原最后一个数开始直到待插位置上的数依次后移一位*/ for(k=j-1;k>=i;k--) a[k+1]=a[k]; a[i]=x; /*插入待插数*/ } } for(i=0;i<n;i++) printf("%d\n",a[i]); }
（4）归并排序
归并排序（MERGE-SORT）是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并，即将两个都升序（或降序）排列的数据序列合并成一个仍按原序排列的序列。
1、有一个含有6个数据的升序序列和一个含有4个数据的升序序列，将二者合并成一个含有10个数据的升序序列。
#include <stdio.h> #define m 6 #define n 4 void main() { int a[m]={-3,6,19,26,68,100} ,b[n]={8,10,12,22}; int i,j,k,c[m+n]; i=j=k=0; while(i<m && j<n) /*将a、b数组中的较小数依次存放到c数组中*/ {if(a[i]<b[j]){c[k]=a[i]; i++;} else {c[k]=b[j]; j++;} k++; } while(i>=m && j<n) /*若a中数据全部存放完毕，将b中余下的数全部存放到c中*/ {c[k]=b[j]; k++; j++;} while(j>=n && i<m) /*若b中数据全部存放完毕，将a中余下的数全部存放到c中*/ {c[k]=a[i]; k++; i++;} for(i=0;i<m+n;i++) printf("%d ",c[i]); }
（5）字符数组：（逆序排列）如：<ABCDE-EDCBA>
1、把输入的字符串逆序排列，如输入ABCDE，输出为EDCBA
#include <stdio.h> #include<string.h> void main() { char c,str[80]; int i,j; printf("Enter a string:\n"); scanf(“%s”,str); /* 也可以gets(str);puts(str); */ for(i=0,j=strlen(str)-1;i<j;i++,j--) { c=str[i]; str[i]=str[j]; str[j]=c; } printf("\nReversed string:\n%s\n",str); }
本文分享自华为云社区《C语言非数值计算常用经典算法之排序》，原文作者：Jack20。
