排序（一）冒泡排序、冒泡改进——鸡尾酒排序、选择排序

1、冒泡排序
冒泡排序是一种极其简单的排序算法，也是我所学的第一个排序算法。它重复地走访过要排序的元素，依次比较相邻两个元素，如果他们的顺序错误就把他们调换过来，直到没有元素再需要交换，排序完成。这个算法的名字由来是因为越小(或越大)的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

冒泡排序算法的运作如下：
1、比较相邻的元素，如果前一个比后一个大，就把它们两个调换位置。2、对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数。
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。
　　
由于它的简洁，冒泡排序通常被用来对于程序设计入门的学生介绍算法的概念。冒泡排序的代码如下：

#include <stdio.h>

// 交换函数
void swap (int a[], int i, int j)
{
    int tmp = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = tmp;
}

// 打印数组
void printA (int *a, int len)
{
    int i;
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        printf ("%4d", a[i]);
    }

    printf ("\n");
}

// 冒泡排序
int main()
{
    int a[10] = {9,6,8,0,3,5,2,4,7,1};
    int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]);

    int i,j;
    // 外层循环控制轮数，每一轮找出一个最大的树沉底
    for (i = 0; i < len -1; i++)
    {
        // 内层循环控制每一轮比较的次数
        for (j = 0; j < len-1-i; j++)
        {
            if (a[j] > a[j+1])
            {
                swap (a, j, j+1);
            }
        }
    }

    printA (a, len);

    return 0;
}

---

2、冒泡改进——鸡尾酒排序
鸡尾酒排序，也叫定向冒泡排序，是冒泡排序的一种改进。此算法与冒泡排序的不同处在于从低到高然后从高到低，而冒泡排序则仅从低到高去比较序列里的每个元素。他可以得到比冒泡排序稍微好一点的效能。

鸡尾酒排序的代码如下：

#include <stdio.h>

// 交换函数
void swap (int a[], int i, int j)
{
    int tmp = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = tmp;
}

// 打印数组
void printA (int *a, int len)
{
    int i;
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        printf ("%4d", a[i]);
    }

    printf ("\n");
}

// 鸡尾酒排序
int main()
{
    int a[10] = {9,6,8,0,3,5,2,4,7,1};
    int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]);


    int i;
    int left  = 0;
    int right = len - 1;


    while (left < right)
    {
        // 从左往右找到一个最大的数放到right的位置
        for (i = left; i < right; i++)
        {
            if (a[i] > a[i+1])
            {
                swap (a, i, i+1);
            }
        }
        right--;     

        // 从右往左找到一个最小的数放到left的位置
        for (i = right; i > left; i--)
        {
            if (a[i-1] > a[i])
            {
                swap (a, i, i-1);
            }
        }
        left++;
    }


    printA (a, len);

    return 0;
}

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3、选择排序
选择排序也是一种简单直观的排序算法。它的工作原理很容易理解：初始时在序列中找到最小（大）元素，放到序列的起始位置作为已排序序列；然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

注意选择排序与冒泡排序的区别：冒泡排序通过依次交换相邻两个顺序不合法的元素位置，从而将当前最小（大）元素放到合适的位置；而选择排序每遍历一次都记住了当前最小（大）元素的位置，最后仅需一次交换操作即可将其放到合适的位置。

选择排序的代码如下：

#include <stdio.h>

// 交换函数
void swap (int a[], int i, int j)
{
    int tmp = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = tmp;
}

// 打印数组
void printA (int *a, int len)
{
    int i;
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        printf ("%4d", a[i]);
    }

    printf ("\n");
}

int main()
{
    int a[10] = {9,6,8,0,3,5,2,4,7,1};
    int len = sizeof(a) / sizeof(a[0]);

    int i,j;
    int min;
    // 外层循环控制轮数，每一轮找到一个最小的数
    for (i = 0; i < len-1; i++)
    {
        min = i;    
        // 内层循环找每一轮最小数的下标
        for (j = i+1; j < len; j++)
        {
            if (a[min] > a[j])
            {
                min = j;    // 保存当前最小元素的下标
            }
        }

        // 如果当前顶端元素不是最小的值，将最小的值和顶端元素进行交换
        if (min != i)
        {
            swap (a, i, min);
        }   
    }

    printA (a, len);

    return 0;
}

常用排序算法总结