C语言排序算法：冒泡与快速排序详解

资源摘要信息:"在本节中，我们将深入探讨C语言编程中的两种常见的排序算法：冒泡排序法和快速排序法。通过具体的代码实现和详细的注释，我们将为读者提供一个直观的学习体验。" 冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单直观的排序算法，它重复走访要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。 冒泡排序法的算法步骤如下： 1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。 2. 对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。 3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。 4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。 冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，尽管这个算法在实际应用中的效率不高，但是由于其编程实现的简洁性，它通常作为初学者学习排序算法的入门示例。在实际应用中，冒泡排序通常会进行优化，比如设置一个标志位，如果在某一轮排序中没有发生任何交换，则意味着数列已经有序，可以提前结束排序。 快速排序（Quick Sort）是一种分而治之的排序算法，由C. A. R. Hoare在1960年提出。它通过一个基准值将数组分为两部分，一部分的所有数据都比另一部分的所有数据要小，然后再递归地在子数组上重复这个过程，以达到排序的目的。 快速排序法的算法步骤如下： 1. 从数列中挑出一个元素，称为“基准”（pivot）。 2. 重新排序数列，所有比基准值小的元素摆放在基准前面，所有比基准值大的元素摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。 3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。 快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)，在数据量较大时，其效率通常优于冒泡排序。但是，最坏情况下，快速排序的时间复杂度会退化到O(n^2)，这发生在数组已经是正序或者逆序的情况下。为了避免这种情况，可以采用随机化的快速排序，通过随机选择基准值来减少最坏情况的发生。 本节中包含的两个文件“快速排序法.c”和“冒泡排序.c”，分别实现了快速排序和冒泡排序的算法。读者可以通过阅读和运行这两个文件中的代码，来深入了解这两种排序算法的编程实现。代码中的详细注释可以帮助理解每一步的逻辑和算法的工作原理，从而达到教学和自学的目的。