C语言实现:排序算法详解——冒泡、选择与快速排序
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更新于2024-11-19
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"这篇文档汇总了三种经典的排序算法在C语言中的实现,包括冒泡排序、简单选择排序和快速排序。这些排序算法都是用于对数组或列表进行升序排列的常用方法,通过比较元素间的值并进行必要的交换来达到排序的目的。"
**冒泡排序**
冒泡排序的核心思想是通过多次遍历列表,每次比较相邻的两个元素,如果它们的顺序错误(即前者大于后者),则交换这两个元素的位置。这个过程会不断重复,直到没有更多的交换操作,即列表已经完全排序。冒泡排序的时间复杂度为O(n^2),空间复杂度为O(1)。在C语言中的实现如下:
```c
bubblesort(struct rec r[], int n) {
int i, j;
struct rec w;
unsigned long int compare = 0, move = 0;
// 遍历并交换
for (i = 1; i <= n - 1; i++) {
for (j = n; j >= i + 1; j--) {
if (r[j].key < r[j - 1].key) {
w = r[j];
r[j] = r[j - 1];
r[j - 1] = w;
move += 3;
}
compare++;
}
}
printf("\nBubbleSort compare=%ld, move=%ld\n", compare, move);
}
```
**简单选择排序**
简单选择排序的工作原理是每次从未排序的元素中找到最小的元素,然后将其与未排序部分的第一个元素交换。这个过程会持续到所有元素都有序。简单选择排序的时间复杂度也为O(n^2),空间复杂度为O(1)。C语言实现如下:
```c
selectsort(struct rec r[], int n) {
unsigned long int compare = 0, move = 0;
int i, j, k;
struct rec w;
// 搜索最小元素并交换
for (i = 1; i <= n - 1; i++) {
k = i;
for (j = i + 1; j <= n; j++) {
if (r[j].key < r[k].key) {
k = j;
compare++;
}
}
w = r[i];
r[i] = r[k];
r[k] = w;
move += 3;
}
printf("\nSelectSort compare=%ld, move=%ld\n", compare, move);
}
```
**快速排序**
快速排序是一种分治策略的排序算法,它选取一个“分割点”将列表分为两部分,一部分的所有元素都小于另一部分。然后对这两部分递归地进行快速排序。快速排序的平均时间复杂度为O(n log n),最坏情况下为O(n^2),但实际应用中性能通常优于冒泡排序和简单选择排序。C语言实现如下:
```c
void q(struct rec r[], int s, int t) {
int i = s, j = t;
if (s < t) {
r[0] = r[s]; // 分割点
// 分割并交换
do {
while (j > i && r[j].key >= r[0].key) {
j--;
// ...
}
// ...
} while (/* ... */);
// ...
}
}
```
快速排序的完整实现通常还包括交换元素、分割点的选择以及递归调用等步骤,这里仅给出了部分代码片段。
这三种排序算法各有优缺点,冒泡排序和简单选择排序实现简单,但效率较低;快速排序在大多数情况下表现出较好的性能,但最坏情况下的效率较低。在实际编程中,根据具体应用场景和数据特性,可以选择合适的排序算法。
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tang056
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