内部排序

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浪里小黑狼

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分类专栏： C语言算法

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C语言算法专栏收录该内容

15 篇文章

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本文详细介绍了多种排序算法，包括直接插入排序、折半插入排序、表插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序及归并排序等。每种算法都附带了具体的实现代码，帮助读者深入理解各种排序方法的工作原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

直接插入排序

CreateData.c 创建随机数组

#include<stdlib.h>
#include<time.h>
int CreateData(int arr[],int n,int min,int max)
//创建一个随机数组，a保存胜出的数据,n为数组元素的数量
{
 int i,j,flag;
 srand(time(NULL));
 if((max-min-1)<n)   //最大数与最小数之差小于产生数组的数量，生成数据不成功
    return 0;
    for(i=0;i<n;i++){
	      do{
			    arr[i]=(max-min-1)*rand()/(RAND_MAX+1)+min;
				flag=0;
				for(j=0;j<i;j++){
				if(arr[i]==arr[j])
				   flag=1;
				}
			}while(flag);
	   }
	   return 1;
}

#include<stdio.h>
#include "CreateData.c"
#define ARRAYLEN 10
void InserSort(int a[],int n)
{
    int i,j,t;
	for(i=1;i<n;i++){
	  t=a[i];                     //取出一个未排序的数据
	  for(j=i-1;j>=0&&t<a[j];--j)  //在排序序列中查找位置
	    a[j+1]=a[j];               //向后移动数据
	  a[j+1]=t;                   //插入数据到序列
	}
}

int main()
{
    int i,a[ARRAYLEN];            //定义数组
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	    a[i]=0;
    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100))   //判断生成随机数是否成功
	{
	   printf("生成随机数不成功!\n");
	   getchar();
	   return 1;
	}
	printf("原数据:");  //输出生成的随机数
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	InserSort(a,ARRAYLEN);  //调用插入排序函数
	printf("排序后:");
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++) //输出排序后的结果
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	getchar();
	return 0;
}

折半插入排序

void BinSort(RecordType r[],int length)
//对记录数组r进行折半插入排序，length为数组的长度
{
  for(i=2;i<length;++i)
  {
     x=r[i];
	 low=1;
	 high=i-1;
	 while(low<=high)   //确定插入位置
	 {           
	     mid=(low+high)/2;
		 if(x.key<r[mid].key)
		   high=mid-1;
		  else
		    low=mid+1;
	 }
	 for(j=i-1;j>=low;--j)
	   r[j+1]=r[j]   //记录一次向后移动
	   r[low]=x;         //插入记录
  }
}

表插入排序

采用静态链表作为存储结构

typedef int KeyType;
typedef struct{
   KeyType key;
   OtherType other_data;
   int next;
}RecordType1

算法具体描述

r[0]作为表头结点，方便插入。r[0].next指向第一个结点,r[n].next=0. 这样构成循环链表

void SLinkListSort(RecordType1 r[],int length)
{
    int n=length;
	r[0].next=n;
	r[n].next=0;
	for(i=n-1;i>=1;--i){
	p=r[0].next;
	q=0;
	while(p>0&&r[p].key<r[i].key){  //寻找插入位置
	q=p;                        
	p=r[p].next;
	}
	r[q].next=i;           //修改指针，插入完毕
	r[i].next=p;
	}
}

希尔排序

#include<stdio.h>
#include "CreateData.c"
#define ARRAYLEN 10
void ShellSort(int a[],int n)
{
   int d,i,j,x;
   d=n/2;
   while(d>=1){  //循环至增量为1时结束
   for(i=d;i<n;i++){
     x=a[i];              //获取序列中的下一个数据
	 j=i-d;                //序列中前一个数据的序号
	 while(j>=0&&a[j]>x){     //下一个数大于前一个数
     a[j+d]=a[j];               //将后一个数向前移动
	 j=j-d;                    //修改序号，继续向前比较
   }
   a[j+d]=x;  //保存数据
   }
   d/=2;   //缩小增量
   }
}
int main()
{
    int i,a[ARRAYLEN];            //定义数组
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	    a[i]=0;    //清空数据
    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100))   //判断生成随机数是否成功
	{
	   printf("生成随机数不成功!\n");
	   getchar();
	   return 1;
	}
	printf("原数据:");  //输出生成的随机数
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	ShellSort(a,ARRAYLEN);  //调用插入排序函数
	printf("排序后:");
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++) //输出排序后的结果
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	getchar();
	return 0;
}

冒泡排序法

#include<stdio.h>
#include "CreateData.c"
#define ARRAYLEN 6
void BubbleSort(int a[],int n)
{
   int i,j,t;
   for(i=0;i<n-1;i++){
       for(j=n-1;j>i;j--){
	      if(a[j-1]>a[j]){
		      t=a[j-1];
			  a[j-1]=a[j];
			  a[j]=t;
		  }
	   }
	   printf("第%2d遍:",i+1);
	   for(j=0;j<n;j++)
	      printf("%d ",a[j]);
	   printf("\n");
   }
}
void BubbleSort1(int a[],int n)
{
   int i,j,t,flag=0;                 //flag用来标记是否发生交换
   for(i=0;i<n-1;i++){
       for(j=n-1;j>i;j--){       
	      if(a[j-1]>a[j]){          //交换数据
		      t=a[j-1];
			  a[j-1]=a[j];
			  a[j]=t;
			  flag=1;
		  }
		  }
		  printf("第%2d遍:",i+1);
	   for(j=0;j<n;j++)
	      printf("%d ",a[j]);
	   printf("\n");
	   if(flag==0)   //没有发生交换，直接跳出循环
	     break;
	    else
		flag=0;
		  }
}
int main()
{
    int i,a[ARRAYLEN];            //定义数组
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	    a[i]=0;    //清空数据
    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100))   //判断生成随机数是否成功
	{
	   printf("生成随机数不成功!\n");
	   getchar();
	   return 1;
	}
	printf("原数据:");  //输出生成的随机数
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	BubbleSort1(a,ARRAYLEN);  //调用插入排序函数
	printf("排序后:");
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++) //输出排序后的结果
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	getchar();
	return 0;
}

快速排序

#include<stdio.h>
#include "CreateData.c"
#define ARRAYLEN 10
int Division(int a[],int left,int right)  //分割
{
  int base=a[left];  //基准元素
  while(left<right){
     while(left<right&&a[right]>base)
	 --right;           //从右向左找第一个比基准小的元素
	 a[left]=a[right];
	 while(left<right&&a[left]<base)
	 ++left;           //从左向右找第一个比基准大的元素
	 a[right]=a[left];
  }
  a[left]=base;
  return left;
}

void QuickSort(int a[],int left,int right)
{
  int i;
  if(left<right)
  {
   i=Division(a,left,right);  //分割
   QuickSort(a,left,i-1);        //将两部分分别排序
   QuickSort(a,i+1,right);
  }
}
int main()
{
    int i,a[ARRAYLEN];            //定义数组
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	    a[i]=0;    //清空数据
    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100))   //判断生成随机数是否成功
	{
	   printf("生成随机数不成功!\n");
	   getchar();
	   return 1;
	}
	printf("原数据:");  //输出生成的随机数
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	QuickSort(a,0,ARRAYLEN-1);  //调用插入排序函数
	printf("排序后:");
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++) //输出排序后的结果
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	getchar();
	return 0;
}

选择类排序

直接选择排序

#include<stdio.h>
#include "CreateData.c"
#define ARRAYLEN 10
void SlectSort(int a[],int n)
{
  int i,j,k,t;
  for(i=0;i<n-1;i++){   //做第i趟排序
      k=i;
	  for(j=i+1;j<n;j++){   //在当前区域中选key最小的记录a[k]
	     if(a[k]>a[j])
		   k=j;    //k记下目前找到的最小关键字所在位置
	  }
	  t=a[i];
	  a[i]=a[k];
	  a[k]=t;
  }
}
int main()
{
    int i,a[ARRAYLEN];            //定义数组
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	    a[i]=0;    //清空数据
    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100))   //判断生成随机数是否成功
	{
	   printf("生成随机数不成功!\n");
	   getchar();
	   return 1;
	}
	printf("原数据:");  //输出生成的随机数
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	SlectSort(a,ARRAYLEN);  //调用插入排序函数
	printf("排序后:");
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++) //输出排序后的结果
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	getchar();
	return 0;
}

堆排序

HeapAdjust函数构造堆。

首先，通过循环将序号为s的结点作为根结点构成堆；

然后，判断左右子树的大小，如果右子树大于左子树则取右子树和父结点进行比较，如果父结点小于子结点，则交换父结点和子节点；

最后，通过循环将序号s作为父结点，将此节点和其子结点构成堆。、

HeapSort函数实现堆排序

首先，处理完全二叉树的非叶子结点，使无序二叉树构成一个堆；

然后，通过循环将堆中数据排序。

#include<stdio.h>
#include "CreateData.c"
#define ARRAYLEN 10
void HeapAdjust(int a[],int s,int n)  //构成堆
{
   int j,t;
   while(2*s+1<n){   //第s个结点有右子树
      j=2*s+1;
	  if((j+1)<n){
	     if(a[j]<a[j+1]){   //右左子树小于右子树，则需要比较右子树
		   j++;            //序号增加1，指向右子树
		 }
	  }
	  if(a[s]<a[j]){    //比较s与j为序号的数据
	  t=a[s];            //交换数据
	  a[s]=a[j];
	  a[j]=t;
	  s=j;        //堆被破坏，需要重新调整
	  }
	  else          //比较左右孩子均大则未破坏，不需要重新调整
	    break;
   }
}

void HeapSort(int a[],int n)   //堆排序
{
  int t,i;
  for(i=n/2-1;i>=0;i--)  //将a[0,n-1]建成大根堆
    HeapAdjust(a,i,n);
  for(i=n-1;i>0;i--){
	   t=a[0];  //与第一个记录交换
	   a[0]=a[i];
	   a[i]=t;
	   HeapAdjust(a,0,i);   //将a[0]至a[i]重新调整为堆
	}
}
int main()
{
    int i,a[ARRAYLEN];            //定义数组
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	    a[i]=0;    //清空数据
    if(!CreateData(a,ARRAYLEN,1,100))   //判断生成随机数是否成功
	{
	   printf("生成随机数不成功!\n");
	   getchar();
	   return 1;
	}
	printf("原数据:");  //输出生成的随机数
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++)
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	HeapSort(a,ARRAYLEN);  //调用插入排序函数
	printf("排序后:");
	for(i=0;i<ARRAYLEN;i++) //输出排序后的结果
	   printf("%d  ",a[i]);
	printf("\n");
	getchar();
	return 0;
}

归并排序

#include<stdio.h>
#define LEN 8
int a[LEN]={5,2,4,7,1,3,2,6};
void merge(int start,int mid,int end)
{
  int n1=mid-start+1;
  int n2=end-mid;
  int left[n1],right[n2];
  int i,j,k;
  for(i=0;i<n1;i++)    //left数组范围a[start...mid]
     left[i]=a[start+i];
  for(j=0;j<n2;j++)     //right数组范围a[mid+1...end]
  right[j]=a[mid+1+j];
  i=j=0;
  k=start;
  while(i<n1&&j<n2){
      if(left[i]<right[j])
	     a[k++]=left[i++];
	  else
	     a[k++]=right[j++];
		 }
	while(i<n1)     // left数组没有结束
	  a[k++]=left[i++];
	while(j<n2)     //right数组没有结束
	  a[k++]=right[j++]; 
}

void sort(int start,int end)
{
  int mid;
  if(start<end){
   mid=(start+end)/2;
   printf("sort  (%d-%d,%d-%d) %d %d %d %d %d %d %d %d\n",
   start,mid,mid+1,end,a[0],a[1],a[2],a[3],a[4],a[5],a[6],a[7]);
   sort(start,mid);
   sort(mid+1,end);
   merge(start,mid,end);
      printf("merge  (%d-%d,%d-%d) %d %d %d %d %d %d %d %d\n",
   start,mid,mid+1,end,a[0],a[1],a[2],a[3],a[4],a[5],a[6],a[7]);
  }
}
int main()
{
  sort(0,LEN-1);
  getchar();
  return 0;
}