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基本排序算法

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P_M_P
修改2024-01-20 08:13:06
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修改2024-01-20 08:13:06
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文章被收录于专栏:算法P_M_P学习笔记算法

冒泡排序

方法介绍

冒泡排序,又被称为气泡排序或泡沫排序。 它会遍历若干次要排序的数列,每次遍历时,会从前往后一次比较相邻两个数的大小,如果前者比后者大,则交换它们的位置,如果后者比前者大,则继续遍历。这样,一次遍历之后,数组中最大的元素就会处于数组的末尾。同理,第二次遍历后,数组第二大的元素则会处在最大的元素前一位。重复上述操作,知道整个数组有序为止。

图文说明

代码实现

代码语言:javascript
复制
void bubble_sort(int* arr,int sz)
{
	int i = 0;
	int flag = 1;
	for (i = 0; i < sz-1; i++)
	{
		int j = 0;
 //一趟冒泡排序之后,数组中最大的元素就在数列的末尾
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])//如果左边的数比右边的数大,就交换
			{
				flag = 0;
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
		if (flag == 1)//如果已经有序,提前跳出循环
			break;
	}
}

快速排序

方法介绍

选择数组中的一个数作为基准值,通过一趟排序将整个数组分为两个部分,其中一部分的数据都比这个基准值小,另一部分的数据都比这个基准值大。同理,再按照此方法,对两部分的数据进行排序,整个排序过程以递归的方式进行。 更加详细的介绍可以跳转到:深入理解——快速排序-CSDN博客

下面是一段伪代码:

图文说明

代码实现

代码语言:javascript
复制
//left=0 左边界
//right=length-1 右边界
void Quicksort(int* arr, int left, int right)
{
	if (left < right)
	{
		int l = left;
		int r = right;
	
		int base = arr[left];//基准数
		while (l < r)
		{
			while (l<r && arr[r]>=base)
			{
				r--;//从右向左找第一个小于base的数
			}
			if (l < r)
				arr[l] = arr[r];//右边的数小于base,就与arr[l]交换
			while (l < r && arr[l] <= base)
				l++;//从左向右找第一个大于base的数
			if (l < r)
				arr[r] = arr[l];//左边的数大于base,就与arr[r]交换
		}
		arr[l] = base;
		Quicksort(arr, left, r-1);//对左边的子数列按照同样的方法进行排序
		Quicksort(arr, r+1, right);//对右边的子数列按照同样的方法进行排序
	}
}

选择排序

方法介绍

首先在未排序的数组中找到最大或者最小的元素,然后将其放在起始位置,同理,在未排序的数组中继续寻找最大或最小的数,将其放在已排序(每次找到的元素构成的数列)的数列的末尾。

图文介绍

代码实现

代码语言:javascript
复制
#define LENGTH(arr) (sizeof(arr)/sizeof(arr[0]))
void select_sort(int* arr, int n)
{
	int i, j, min;
	for (i = 0; i < n; i++)	
	{
		min = i;
		for (j = i + 1; j < n; j++)
		{
			if (arr[j] < arr[min])
			{
				min = j;
			}
		}
			//如果min!=i,则交换arr[i],arr[min]
			//保证arr[0]到arr[i]之间是有序的
			if (min != i)
			{
				int tmp = arr[min];
				arr[min] = arr[i];
				arr[i] = tmp;
			}
	}
}

直接插入排序

方法介绍

把n个待排序的元素看成为一个有序表一个无序表。开始时有序表中只包含1个元素,无序表中包含有n-1个元素,排序过程中每次从无序表中取出第一个元素,将它插入到有序表中的适当位置,使之成为新的有序表,重复n-1次可完成排序过程。(适用于少量元素的排序)

可以类比为打扑克牌时,对扑克牌进行的排序。

下面是一段伪代码:

图文介绍

代码实现

代码语言:javascript
复制
//arr[] 待排序的数组
//n 数组长度
void Insert_sort(int arr[], int n)
{
	int i, j, k;
	//0~i-1为一个有序区间
	for (i = 1; i < n; i++)
	{
		//无序区的第一个数据为arr[i],为arr[i]在前面的有序区间内找一个合适的位置,将其插入
		for (j = i - 1; j >= 0; j--)
			if (arr[j] < arr[i])//如果有序区内有数比arr[i]小,就跳出循环,直接插入
				break;
		//找到了位置
		if (j != i - 1)
		{
			//比arr[i]大的数据往后移
			int temp = arr[i];
			for (k = i-1; k > j; k--)
				arr[k + 1] = arr[k];
			//将arr[i]放在合适的位置
			arr[k + 1] = temp;
		}
	}
}

希尔排序

方法介绍

希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种,它是针对直接插入排序算法的改进。该方法又称缩小增量排序。 对于n个待排序的数列,取一个小于n的整数gap(gap被称为步长)将待排序元素分成若干个组子序列,所有距离为gap的倍数的记录放在同一个组中;然后,对各组内的元素进行直接插入排序。 这一趟排序完成之后,每一个组的元素都是有序的。然后减小gap的值,并重复执行上述的分组和排序。重复这样的操作,当gap=1时,整个数列就是有序的。 更加详细的介绍可以跳转到:深入理解希尔排序-CSDN博客

图文介绍

代码实现

代码语言:javascript
复制
//分组插入
// 假设数组为1,3,4,5,6,7,8
// 步长为2,组内相邻两个数下标的差为2
// 则被分为两组
// 一组是1,4,6,8
// 一组是3,5,7
//a 待排序的数组
//n 数组长度
void group_sort(int a[], int n, int i, int gap)
{
	int j;
	for (j = i + gap; j < n; j += gap)
	{

		//如果a[j]<a[j-gap](子列中两个相邻的元素),则寻找a[j]的位置,并将后面的数据后移
		if (a[j] < a[j - gap])
		{
			int tmp = a[j];
			int k = j - gap;
			while (k >= 0 && a[k] > tmp)
			{
				a[k + gap] = a[k];
				k -= gap;
			}
			a[k + gap] = tmp;
		}
	}
}
void shell_sort(int a[], int n)
{
	int i,  gap;
	//gap为步长,每次减小为原来的一半
	for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2)
	{
		//共gap个组,对每一个组进行直接插入排序
		for (i = 0; i < gap; i++)
		{
			group_sort(a, n, i, gap);
		}
		int m = 0;
		for (m = 0; m < n; m++)
		{
			printf("%d ", a[m]);
		}
		printf("\n");
	}
}

桶排序

方法介绍

假设待排序的数组arr中共有N个整数,并且已知数组a中数据的范围[0, MAX)。在桶排序时,创建容量为MAX的桶数组buckets,并将桶数组元素都初始化为0;将容量为MAX的桶数组中的每一个单元都看作一个"桶"。 在排序时,逐个遍历数组arr,将数组arr的值,作为"桶数组buckets"的下标。当a中数据被读取时,就将桶的值加1。例如,读取到数组arr[3]=5,则将buckets[5]的值+1。

图文介绍

代码实现

代码语言:javascript
复制
int buckets[100000];
int arr[2000000];
void bucket_sort(int* a, int n, int max)
{
	int i, j;
	//计数
	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		buckets[a[i]]++;
	}
	//排序
	for (i = 0, j = 0; i <= max; i++)
	{
		while ((buckets[i]--) > 0)
		{
			a[j++] = i;
		}
	}
}

注:部分插图非原创

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原始发表:2023-12-21,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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