C语言实现的六种排序算法详解

"这篇资源包含了C语言实现的6种排序算法，分别是冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、希尔排序和堆排序。这些排序算法是编程基础中的重要部分，适用于数据处理和算法理解的练习。" 1. 冒泡排序（Bubble Sort） 冒泡排序是一种简单的排序算法，通过重复遍历要排序的数列，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。遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，对于小规模数据或者部分有序的数据，效率尚可。 ```c // 冒泡排序代码片段 for(i = 0; i < 9; i++) { for(j = 0; j < 10 - i; j++) { if(a[j] > a[j + 1]) { k = a[j]; a[j] = a[j + 1]; a[j + 1] = k; } } } ``` 2. 选择排序（Selection Sort） 选择排序的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的数据元素排完。选择排序是不稳定的排序方法，时间复杂度同样为O(n^2)。 ```c // 选择排序代码片段 for(i = 0; i < 9; i++) { k = i; for(j = i + 1; j < 10; j++) { if(a[k] > a[j]) { k = j; } } t = a[i]; a[i] = a[k]; a[k] = t; } ``` 3. 插入排序（Insertion Sort） 插入排序的工作方式是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到O(1)的额外空间的排序），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后挪位，为最新元素提供插入空间。插入排序的时间复杂度在最坏的情况下也是O(n^2)，但在最好情况下（已排序）的时间复杂度为O(n)。 ```c // 插入排序代码片段 for(i = 1; i < 10; i++) { j = i; while(j > 0 && a[j] < a[j - 1]) { t = a[j]; a[j] = a[j - 1]; a[j - 1] = t; j--; } } ``` 4. 快速排序（Quick Sort） 快速排序由C.A.R. Hoare在1960年提出，它的基本思想是通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，然后分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。快速排序平均时间复杂度为O(n log n)，最坏情况下为O(n^2)，但这种情况较少出现。 5. 希尔排序（Shell Sort） 希尔排序是插入排序的一种更高效的改进版本。它通过设置一个增量序列，使得原本无序的数组可以被分为多个子序列，对每个子序列进行插入排序，最后增量逐渐减少，直到增量为1，整个数组变成有序。 6. 堆排序（Heap Sort） 堆排序是由Edwin霍夫曼在1960年提出的一种排序算法。堆是一个近似完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子节点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。堆排序的时间复杂度为O(n log n)。 这6种排序算法各有特点，适用于不同的场景。理解并掌握这些排序算法对于学习数据结构和算法至关重要，有助于提升编程能力。