用C语言实现最常见的10种排序算法，并介绍时间复杂度、空间复杂度

好的，以下是最常见的10种排序算法的C语言实现及其时间复杂度和空间复杂度的介绍：

1. 冒泡排序（Bubble Sort）

时间复杂度：O(n^2)

空间复杂度：O(1)

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;
            }
        }
    }
}

2. 选择排序（Selection Sort）

时间复杂度：O(n^2)

空间复杂度：O(1)

void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
}

3. 插入排序（Insertion Sort）

时间复杂度：O(n^2)

空间复杂度：O(1)

void insertionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int temp = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > temp) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = temp;
    }
}

4. 希尔排序（Shell Sort）

时间复杂度：O(n^2)

空间复杂度：O(1)

void shellSort(int arr[], int n) {
    for (int gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (int i = gap; i < n; i++) {
            int temp = arr[i];
            int j;
            for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) {
                arr[j] = arr[j - gap];
            }
            arr[j] = temp;
        }
    }
}

5. 归并排序（Merge Sort）

时间复杂度：O(nlogn)

空间复杂度：O(n)

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);
    }
}

6. 快速排序（Quick Sort）

时间复杂度：O(nlogn)

空间复杂度：O(logn)

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++;
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    int temp = arr[i + 1];
    arr[i + 1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    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);
    }
}

7. 堆排序（Heap Sort）

时间复杂度：O(nlogn)

空间复杂度：O(1)

void heapify(int arr[], int n, int i) {
    int largest = i;
    int l = 2 * i + 1;
    int r = 2 * i + 2;
    if (l < n && arr[l] > arr[largest]) {
        largest = l;
    }
    if (r < n && arr[r] > arr[largest]) {
        largest = r;
    }
    if (largest != i) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[largest];
        arr[largest] = temp;
        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--) {
        int temp = arr[0];
        arr[0] = arr[i];
        arr[i] = temp;
        heapify(arr, i, 0);
    }
}

8. 计数排序（Counting Sort）

时间复杂度：O(n+k)

空间复杂度：O(k)

void countingSort(int arr[], int n, int k) {
    int count[k];
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        count[i] = 0;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        count[arr[i]]++;
    }
    for (int i = 1; i < k; i++) {
        count[i] += count[i - 1];
    }
    int output[n];
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        output[count[arr[i]] - 1] = arr[i];
        count[arr[i]]--;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = output[i];
    }
}

9. 桶排序（Bucket Sort）

时间复杂度：O(n+k)

空间复杂度：O(n+k)

void bucketSort(int arr[], int n, int k) {
    int buckets[k];
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        buckets[i] = 0;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        buckets[arr[i]]++;
    }
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        for (int j = 0; j < buckets[i]; j++) {
            arr[index++] = i;
        }
    }
}

10. 基数排序（Radix Sort）

时间复杂度：O(d*(n+k))

空间复杂度：O(n+k)

int getMax(int arr[], int n) {
    int max = arr[0];
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }
    return max;
}

void countSort(int arr[], int n, int exp) {
    int output[n];
    int count[10] = { 0 };
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        count[(arr[i] / exp) % 10]++;
    }
    for (int i = 1; i < 10; i++) {
        count[i] += count[i - 1];
    }
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) {
        output[count[(arr[i] / exp) % 10] - 1] = arr[i];
        count[(arr[i] / exp) % 10]--;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = output[i];
    }
}

void radixSort(int arr[], int n) {
    int max = getMax(arr, n);
    for (int exp = 1; max / exp > 0; exp *= 10) {
        countSort(arr, n, exp);
    }
}

以上就是最常见的10种排序算法的C语言实现及其时间复杂度和空间复杂度的介绍了。