动画图解:十大经典排序算法动画与解析,看我就够了!(配代码完全版)

本文深入讲解了十种经典排序算法的原理与实现,包括冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序、计数排序、桶排序和基数排序。每种算法都配有详细的步骤解析、动画演示及C#代码示例。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

特此说明:

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博主:程序员吴师兄

链接:https://blog.youkuaiyun.com/kexuanxiu1163/article/details/103051357

java代码示例请移步博主文章,后面会自行添加C#示例

 

用一张图概括:

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

1. 冒泡排序

1.1 算法步骤

  • 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  • 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。
  • 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  • 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。

1.2 动画演示

1.3 参考代码(C#)

/// <summary>
/// 冒泡排序
/// </summary>
/// <param name="arraySource">数组</param>
static void Sort1(int[] arraySource)
{
    int[] array = new int[arraySource.Length];
    Array.Copy(arraySource, array, arraySource.Length);

    int temp = 0;
    for (int i = 1; i < array.Length; i++)
    {
        for (int j = 0; j < array.Length - i; j++)
        {
            if (array[j] > array[j + 1])
            {
                temp = array[j];
                array[j] = array[j + 1];
                array[j + 1] = temp;
            }
        }
    }

    Debug("冒泡排序:", array);
}

2. 选择排序

2.1 算法步骤

  • 首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置
  • 再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。
  • 重复第二步,直到所有元素均排序完毕。

2.2 动画演示

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

2.3 参考代码(C#)

/// <summary>
/// 选择排序
/// </summary>
/// <param name="arraySource">数组</param>
static void Sort2(int[] arraySource)
{
    int[] array = new int[arraySource.Length];
    Array.Copy(arraySource, array, arraySource.Length);

    int temp = 0;
    int indexMin = 0;
    for (int i = 0; i < array.Length - 1; i++)
    {
        indexMin = i;
        for (int j = i + 1; j < array.Length; j++)
        {
            if (array[j] < array[indexMin])
            {
                indexMin = j;
            }
        }

        if (indexMin != i)//非自身
        {
            temp = array[i];
            array[i] = array[indexMin];
            array[indexMin] = temp;
        }
    }

    Debug("选择排序:", array);
}

3. 插入排序

3.1 算法步骤

  • 将第一待排序序列第一个元素看做一个有序序列,把第二个元素到最后一个元素当成是未排序序列。
  • 从头到尾依次扫描未排序序列,将扫描到的每个元素插入有序序列的适当位置。(如果待插入的元素与有序序列中的某个元素相等,则将待插入元素插入到相等元素的后面。)

3.2 动画演示

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

 3.3 参考代码(C#)

未完待续

4. 希尔排序

4.1 算法步骤

  • 选择一个增量序列 t1,t2,……,tk,其中 ti > tj, tk = 1;
  • 按增量序列个数 k,对序列进行 k 趟排序;
  • 每趟排序,根据对应的增量 ti,将待排序列分割成若干长度为 m 的子序列,分别对各子表进行直接插入排序。仅增量因子为 1 时,整个序列作为一个表来处理,表长度即为整个序列的长度。

4.2 动画演示

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

4.3 参考代码(C#)

未完待续

5. 归并排序

5.1 算法步骤

  • 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列;
  • 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置;
  • 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置;
  • 重复步骤 3 直到某一指针达到序列尾;
  • 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾。

5.2 动画演示

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

5.3 参考代码

未完待续

6. 快速排序

6.1 算法步骤

  • 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot);
  • 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(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;
  • 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;

6.2 动画演示

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

6.3 参考代码(C#)

未完待续

7. 堆排序

7.1 算法步骤

  • 创建一个堆 H[0……n-1];
  • 把堆首(最大值)和堆尾互换;
  • 把堆的尺寸缩小 1,并调用 shift_down(0),目的是把新的数组顶端数据调整到相应位置;
  • 重复步骤 2,直到堆的尺寸为 1。

7.2 动画演示

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

7.3 参考代码(C#)

未完待续

8. 计数排序

8.1 算法步骤

  • 花O(n)的时间扫描一下整个序列 A,获取最小值 min 和最大值 max
  • 开辟一块新的空间创建新的数组 B,长度为 ( max - min + 1)
  • 数组 B 中 index 的元素记录的值是 A 中某元素出现的次数
  • 最后输出目标整数序列,具体的逻辑是遍历数组 B,输出相应元素以及对应的个数

8.2 动画演示

å大ç»å¸æåºç®æ³å¨ç»ä¸è§£æï¼çæå°±å¤äºï¼ï¼é代ç å®å¨çï¼

8.3 参考代码(C#)

未完待续

9. 桶排序

9.1 算法步骤

  • 设置固定数量的空桶。
  • 把数据放到对应的桶中。
  • 对每个不为空的桶中数据进行排序。
  • 拼接不为空的桶中数据,得到结果

 9.2 动画演示

 9.3 参考代码(C#)

未完待续

10. 基数排序

10.1 算法步骤

  • 将所有待比较数值(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零
  • 从最低位开始,依次进行一次排序
  • 从最低位排序一直到最高位排序完成以后, 数列就变成一个有序序列

10.2 动画演示

 10.3 参考代码

未完待续
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