c语言如何排序输出

引言

在C语言编程中，排序是一个非常常见的操作，不论是处理数组、链表还是其他数据结构。排序可以帮助我们将数据按照一定的顺序排列，便于查找和操作。本文将详细介绍如何使用C语言进行排序以及输出排序结果。

排序算法概述

排序算法有很多种，其中最常见的包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。每种算法都有其独特的逻辑和时间复杂度。在实际应用中，选择适当的排序算法取决于数据量和对时间复杂度的要求。

冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复遍历待排序的数列，每次比较相邻的两个元素，如果顺序错误就交换它们，直到整个数列有序。

#include <stdio.h>
void bubbleSort(int arr[], int n) {
    int i, j, temp;
    for (i = 0; i < n-1; i++) {
        for (j = 0; j < n-i-1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
    }
}
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printf("Original array: \n");
    printArray(arr, n);
    bubbleSort(arr, n);
    printf("Sorted array: \n");
    printArray(arr, n);
    return 0;
}

选择排序

选择排序算法通过在未排序的部分中选出最小（或最大）的元素，并将其与未排序部分的第一个元素交换，重复这一过程，直至所有元素有序。

#include <stdio.h>
void selectionSort(int arr[], int n) {
    int i, j, min_idx, temp;
    for (i = 0; i < n-1; i++) {
        min_idx = i;
        for (j = i+1; j < n; j++)
            if (arr[j] < arr[min_idx])
                min_idx = j;
        temp = arr[min_idx];
        arr[min_idx] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int main() {
    int arr[] = {64, 25, 12, 22, 11};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printf("Original array: \n");
    printArray(arr, n);
    selectionSort(arr, n);
    printf("Sorted array: \n");
    printArray(arr, n);
    return 0;
}

插入排序

插入排序通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

#include <stdio.h>
void insertionSort(int arr[], int n) {
    int i, key, j;
    for (i = 1; i < n; i++) {
        key = arr[i];
        j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j = j - 1;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printf("Original array: \n");
    printArray(arr, n);
    insertionSort(arr, n);
    printf("Sorted array: \n");
    printArray(arr, n);
    return 0;
}

快速排序

快速排序是一种高效的排序算法，它选取一个基准元素，通过分治的方法将数组划分为小于基准值和大于基准值的两部分，然后递归地对这两部分排序。

#include <stdio.h>
void swap(int* a, int* b) {
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = (low - 1);
    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            swap(&arr[i], &arr[j]);
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]);
    return (i + 1);
}
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printf("Original array: \n");
    printArray(arr, n);
    quickSort(arr, 0, n-1);
    printf("Sorted array: \n");
    printArray(arr, n);
    return 0;
}

归并排序

归并排序是一种分治算法，将数组分成两部分进行排序，然后合并有序的部分。它的时间复杂度较低，适用于较大的数据集。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void merge(int arr[], int l, int m, int r) {
    int i, j, k;
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;
    int L[n1], R[n2];
    
    for (i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[l + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[m + 1 + j];
    i = 0;
    j = 0;
    k = l;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}
void mergeSort(int arr[], int l, int r) {
    if (l < r) {
        int m = l + (r - l) / 2;
        mergeSort(arr, l, m);
        mergeSort(arr, m + 1, r);
        merge(arr, l, m, r);
    }
}
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}
int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
    int arr_size = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    
    printf("Original array: \n");
    printArray(arr, arr_size);
    mergeSort(arr, 0, arr_size - 1);
    printf("Sorted array: \n");
    printArray(arr, arr_size);
    return 0;
}

总结

上述是几种常用的排序算法及其实现，分别是冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。每种算法有其适用的场景和优缺点。在实际开发过程中，应该根据具体情况选择合适的排序算法，同时也可以优化和改进现有的算法以提升性能。