c语言排序怎么实现

在C语言中，排序是一项重要的数据处理技术。无论是对数组、链表，还是其他数据结构进行排序，掌握不同的排序算法将极大地提升程序的效率和运行速度。本文将详细介绍几种常用的排序算法，包括冒泡排序、选择排序、插入排序、归并排序和快速排序，并演示如何用C语言实现这些排序算法。

冒泡排序

介绍

冒泡排序（Bubble Sort）是最简单的排序算法之一。它通过重复地走访待排序的数组，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就交换它们的位置，直到整个数组有序为止。

实现

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

选择排序

介绍

选择排序（Selection Sort）是一种简单且直观的排序算法。它的工作原理是每次从未排序的数据中找到最小（或最大）的元素，放到已排序数据的末尾。

实现

#include <stdio.h>
void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n-1; i++) {
        int min_idx = i;
        for (int j = i+1; j < n; j++)
            if (arr[j] < arr[min_idx])
                min_idx = j;
        int temp = arr[min_idx];
        arr[min_idx] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}
int main() {
    int arr[] = {29, 10, 14, 37, 13};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    selectionSort(arr, n);
    printf("Sorted array: \n");
    for (int i=0; i
        printf("%d ", arr[i]);
    return 0;
}

插入排序

介绍

插入排序（Insertion Sort）是一种直观的排序算法。它的工作原理是将数据分成已排序和未排序两个部分，通过从未排序部分抽取数据并插入到已排序部分的位置，使得数据逐渐有序。

实现

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

归并排序

介绍

归并排序（Merge Sort）是一种经典的分治算法。它将数组分成两半，分别排序，然后将两个有序的数组合并成一个有序的数组。

实现

#include <stdio.h>
void merge(int arr[], int l, int m, int r) {
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;
    int L[n1], R[n2];
    for (int i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[l + i];
    for (int j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[m + 1 + j];
    int 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);
    }
}
int main() {
    int arr[] = {38, 27, 43, 3, 9, 82, 10};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    mergeSort(arr, 0, n - 1);
    printf("Sorted array: \n");
    for (int i=0; i
        printf("%d ", arr[i]);
    return 0;
}

快速排序

介绍

快速排序（Quick Sort）也是一种分治算法。它通过选择一个基准值（pivot），然后将比它小的元素放在它的左边，比它大的元素放在它的右边。接着，对左右两部分递归地进行快速排序。

实现

#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);
    }
}
int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    quickSort(arr, 0, n-1);
    printf("Sorted array: \n");
    for (int i=0; i
        printf("%d ", arr[i]);
    return 0;
}

通过以上介绍和示例代码，你可以看到不同的排序算法在实现上的差异和各自的特点。选择合适的排序算法不仅可以提升程序运行的效率，还能在不同情况下更好地解决实际问题。希望本文对你的C语言排序算法学习有所帮助。