C语言八种经典排序算法详解及源代码

本文档提供了一个关于C语言中的经典排序算法的深入讲解，共涵盖了8种不同的排序方法，包括希尔排序、二分插入法、直接插入法、带哨兵的直接排序法、冒泡排序、选择排序、快速排序以及堆排序。以下是每种排序算法的详细介绍和对应的C语言实现示例。 1. **希尔排序** (Shell Sort): 提供了一种改进的插入排序方法，通过设置不同的间隔（步长）进行多次排序，逐步缩小步长直至为1，从而提高效率。代码展示了如何通过递减的步长序列来优化排序过程。 ```c void sort(int v[], int n) { int gap, i, j, temp; for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) { // ...排序过程... } } ``` 2. **二分插入法**: 这是一种高效的查找插入位置的方法，对于已排序部分进行二分搜索，然后将未排序元素插入到正确的位置。这种方法减少了元素的移动次数。 ```c void HalfInsertSort(int a[], int len) { int i, j, temp, low, high, mid; // ...插入搜索过程... for (j = i - 1; j > high; j--) a[j + 1] = a[j]; a[high + 1] = temp; } ``` 3. **直接插入法** (Insertion Sort): 直接将每个元素插入到已排序部分的正确位置，是最基础的排序算法之一，简单易懂，但效率较低，适用于小规模数据。 ```c void InsertionSort(int input[], int len) { int i, j, temp; for (i = 1; i < len; i++) { temp = input[i]; for (j = i - 1; j >= 0 && input[j] > temp; j--) input[j + 1] = input[j]; input[j + 1] = temp; } } ``` 4. **带哨兵的直接排序法** (Sentinel Direct Sort): 在数组头部添加一个哨兵元素，用于简化边界条件处理，提高代码可读性。 5. **冒泡排序**: 逐个比较相邻元素并交换，重复此过程直到无交换发生，适合于小型数据集或部分有序的数据。 6. **选择排序**: 每次从未排序部分选择最小（或最大）元素，放到已排序部分的末尾，直观但效率不高。 7. **快速排序**: 基于分治策略，通过选取一个基准元素，将数组分为两部分，一部分的所有元素都小于基准，另一部分都大于基准，然后递归地对这两部分进行排序。 8. **堆排序**: 利用堆这种数据结构进行排序，分为建堆和调整堆两个步骤，具有较好的平均时间复杂度。 这些排序算法各有优缺点，适用于不同的场景。学习C语言时理解这些基础排序算法的实现原理和适用情况，对于提高编程技能和理解算法复杂性至关重要。通过实际编写和运行这些代码，你将更深入地掌握C语言，并能够根据具体需求选择最合适的排序算法。