数据结构：8种排序算法详解及C语言实现

"本文介绍了数据结构中的8种排序算法，包括排序的基本概念、排序的稳定性、内部排序与外部排序，以及几种具体的排序算法如直接插入排序、折半插入排序、希尔排序和分配排序（基数排序）。文章以C语言实现为背景进行讲解，并提供了相关的数据结构定义。" 在数据结构中，排序算法是核心组成部分，用于组织和优化数据。本文讨论了8种排序算法，让我们逐一深入理解： 1. 排序的定义与作用：排序是将一组数据元素按照特定数据项的值排列成有序序列的过程。它在计算机程序设计中扮演着关键角色，常见于数据处理、信息检索和商业金融等领域。 2. 排序的分类： - 稳定与非稳定排序：稳定排序算法确保相同关键码的记录排序后的相对位置保持不变，如直接插入排序；而不稳定排序可能会改变相同关键码记录的相对位置，例如快速排序。 - 内部排序与外部排序：内部排序是待排序的表完全存储在内存中的排序，而外部排序则涉及磁盘等外部存储器，通常用于处理大规模数据。 3. 排序的标准：评价排序算法的主要指标是空间性能和时间性能。空间性能关注额外内存使用，而时间性能通常用比较关键码的次数和数据移动次数来衡量，这些通常是关于排序表规模n的函数。 4. 记录与排序表的数据结构：在C语言实现中，记录通常用结构体表示，包含关键码和其他信息。排序表可以看作是一组记录的集合，一般采用顺序结构存储，如数组。在文中，记录类型定义为`RecNode`，并预定义了一个足够大的数组`R[MAXNUM]`来存储排序表。 5. 具体排序算法： - 直接插入排序：是最基础的排序方法，每次将新记录插入到已排序的子序列的正确位置。例如，给定序列[10, 18, 20, 36, 60, 25, 30, 18, 12, 56]，在初始有序子序列[10, 18, 20, 36, 60]上，插入25，然后是18，以此类推，直到所有记录都插入完毕。 - 折半插入排序：改进了直接插入排序，通过二分查找找到插入位置，减少了比较次数。 - 希尔排序：利用插入排序的原理，通过增量序列对记录进行分组，逐组进行插入排序，提高了效率。 - 分配排序（基数排序）：基于计数排序的扩展，适用于整数排序，通过对每个位（或“基数”）进行排序，逐步构建出整个序列的有序状态。 以上是8种排序算法的基本介绍，每种算法都有其适用场景和优缺点。选择合适的排序算法取决于数据特性、性能需求以及内存限制等因素。在实际应用中，根据具体情况选择或结合使用不同的排序算法是提高效率的关键。