C语言归并排序，堆排序，桶排序的实现完整代码

### 回答1：
以下是C语言实现归并排序、堆排序和桶排序的完整代码示例：

归并排序：

#include <stdio.h>

// 合并两个有序数组
void merge(int arr[], int l, int m, int r) {
    int i, j, k;
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;
    
    // 定义临时数组
    int L[n1], R[n2];
    
    // 复制数据到临时数组中
    for (i = 0; i < n1; i++) {
        L[i] = arr[l + i];
    }
    for (j = 0; j < n2; j++) {
        R[j] = arr[m + 1 + j];
    }
    
    // 合并临时数组到原数组中
    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++;
    }
    
    // 复制剩余元素到原数组中
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

// 归并排序
void mergeSort(int arr[], int l, int r) {
    if (l < r) {
        int m = l + (r - l) / 2;
        // 递归排序左半部分
        mergeSort(arr, l, m);
        // 递归排序右半部分
        mergeSort(arr, m + 1, r);
        // 合并两个有序数组
        merge(arr, l, m, r);
    }
}

// 测试
int main() {
    int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    printf("原数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    // 归并排序
    mergeSort(arr, 0, n - 1);
    
    printf("排序后的数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    return 0;
}

堆排序：

#include <stdio.h>

// 调整堆
void heapify(int arr[], int n, int i) {
    int largest = i;  // 初始化根节点为最大值
    int l = 2 * i + 1; // 左子节点
    int r = 2 * i + 2; // 右子节点
    
    // 如果左子节点比根节点大，则更新最大值
    if (l < n && arr[l] > arr[largest]) {
        largest = l;
    }
    
    // 如果右子节点比最大值大，则更新最大值
    if (r < n && arr[r] > arr[largest]) {
        largest = r;
    }
    
    // 如果最大值不是根节点，则交换节点并继续调整堆
    if (largest != i) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[largest];
        arr[largest] = temp;
        heapify(arr, n, largest);
    }
}

// 堆排序
void heapSort(int arr[], int n) {
    // 构建最大堆
    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) {
        heapify(arr, n, i);
    }
    
    // 依次取出堆顶元素并调整堆
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        int temp = arr[0];
        arr[0] = arr[i];
        arr[i] = temp;
        heapify(arr, i, 0);
    }
}

// 测试
int main() {
    int arr[] = { 12, 11, 13, 5, 6, 7 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    printf("原数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    // 堆排序
    heapSort(arr, n);
    
    printf("排序后的数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    return 0;
}

桶排序：

#include <stdio.h>

// 桶排序
void bucketSort(int arr[], int n) {
    // 找到数组中的最大值
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }
    
    // 创建桶，并初始化为0
    int bucket[max + 1];
    for (int i = 0; i < max + 1; i++) {
        bucket[i] = 0;
    }
    
    // 将元素放入桶中
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        bucket[arr[i]]++;
    }
    
    // 将桶中元素依次放回原数组中
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < max + 1; i++) {
        while (bucket[i] > 0) {
            arr[index++] = i;
            bucket[i]--;
        }
    }
}

// 测试
int main() {
    int arr[] = { 4, 1, 3, 2, 5, 8, 7, 6 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    printf("原数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    // 桶排序
    bucketSort(arr, n);
    
    printf("排序后的数组：");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    
    return 0;
}

### 回答2：
C语言归并排序的实现代码如下：

#include <stdio.h>

void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int i, j, k;
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;

    int L[n1], R[n2];

    for (i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[left + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[mid + 1 + j];

    i = 0;
    j = 0;
    k = left;
    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 left, int right) {
    if (left < right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;

        mergeSort(arr, left, mid);
        mergeSort(arr, mid + 1, right);

        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {8, 4, 1, 7, 3, 5, 2, 6};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    mergeSort(arr, 0, n - 1);

    printf("排序后的数组为: \n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");

    return 0;
}

C语言堆排序的实现代码如下：

#include <stdio.h>

void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

void heapify(int arr[], int n, int i) {
    int largest = i; 
    int left = 2 * i + 1;
    int right = 2 * i + 2;

    if (left < n && arr[left] > arr[largest])
        largest = left;

    if (right < n && arr[right] > arr[largest])
        largest = right;

    if (largest != i) {
        swap(&arr[i], &arr[largest]);

        heapify(arr, n, largest);
    }
}

void heapSort(int arr[], int n) {
    for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
        heapify(arr, n, i);

    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        swap(&arr[0], &arr[i]);

        heapify(arr, i, 0);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {8, 4, 1, 7, 3, 5, 2, 6};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    heapSort(arr, n);

    printf("排序后的数组为: \n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");

    return 0;
}

C语言桶排序的实现代码如下：

#include <stdio.h>

void bucketSort(int arr[], int n) {
    int max_val = arr[0];
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        if (arr[i] > max_val)
            max_val = arr[i];
    }

    max_val++;

    int buckets[max_val];
    for (int i = 0; i < max_val; i++)
        buckets[i] = 0;

    for (int i = 0; i < n; i++)
        buckets[arr[i]]++;

    for (int i = 0, j = 0; j < max_val; j++) {
        while (buckets[j] > 0) {
            arr[i++] = j;
            buckets[j]--;
        }
    }
}

int main() {
    int arr[] = {8, 4, 1, 7, 3, 5, 2, 6};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    bucketSort(arr, n);

    printf("排序后的数组为: \n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("\n");

    return 0;
}