1.冒泡排序法
冒泡法的基本思想为将相邻的两个数进行比较,并且将较大的数赋值给后面的数。(可以看做将较大的数沉底。)
举个例子,现在我们有5个数,即3 ,7,2 , 1, 5。现在我们需要用冒泡法将它排序成1,2, 3, 5, 7的顺序。第一步我们先将最大的数7,放到这个数列的最后一个位置,即变成3 , 2 , 1, 5, 7。在这一步中,我们首先需要将3和7进行比较,发现7较大,因此7放在a[1]的位置;接着可以比较7和2,发现7大,因此交换7和2的位置(此时数列已经变成3 2 7 1 5);接着比较7和1,发现7较大,因此交换7和1的位置(此时数列已经变成3 2 1 7 5);接着比较7和5,发现7较大,因此交换7和5的位置(此时数列已经变成3 2 1 5 7)。因此可以看出在第一步完成时,我们比较了5个数,比较了四次之后找到了最大的数,并将该数放到了最后的位置。在第二步中,我们需要比较的只剩下3 2 1 5这四个数,根据第一步的经验,在第二步,我们需要比较3次才能在四个数中找出最大的数,并将之放到最后的位置。以此类推,在第三步中,我们需要比较3个数,比较2次;在第四步中,我们需要比较2个数,比较1次。在执行完四步之后,就可以完成5个数的排序了。从上面可以看出,如果我们有n个数,我们需要执行n-1道步骤,每道步骤中需要比较n-i次(i为步数,从1开始取),才能完成排序功能。而在每次的比较之中,我们比较的是相邻的两个数,并且将较大的数赋值给靠后的那个数。其具体的程序实现如下所示:
#include <stdio.h>
int main()
{
int a[100],i,j,k,n;
printf("请输入数组元素个数:");
scanf("%d",&n);
printf("请输入数组元素:");
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",&a[i]);
}
for(i=1;i<n;i++) /*外循环决定要比较多少步,如果有n个数,要比较n-1步*/
for(j=0;j<n-i;j++) /*内循环决定每一步要比较多少次,第i步需要比较的次数j为n-i次*/
{
if(a[j]>a[j+1])
{
k=a[j+1];a[j+1]=a[j];a[j]=k;
}
}
for(i=0;i<n;i++)
{
printf("%d ",a[i]);
}
return 0;
}
2.选择排序算法
选择排序算法的的基本思想是先找出最小的数的下标并记录,并最后与第一个数进行交换。
举个例子,还是刚才的数组,即3 ,7,2 , 1, 5。现在我们需要用选择排序法将它排序成1,2, 3, 5, 7的顺序。第一步我们先要找出最小的数的下标,我们可以轻易的看出是a[3]。因此我们需要将a[3]装的数字换到a[0]的位置(数组变成1, 3 ,7,2 , 5)。那么我们怎么找到最小的元素的下标呢?首先我们可以通过假设一个最小元素的下标,比如我们假设a[0]在一开始就是最小元素了,即最小元素的下标min=0,然后我们遍历数组,将所有元素一个个与下标最小的元素进行比较,如果在遍历的过程中,发现有元素比这个“最小元素”还要小的话,该元素便成为的新的最小元素,这样下去,就可以将这5个元素中的最小元素放在最靠前的位置;第一步执行完毕之后,我们只需要对后面的4个数字再次执行第一步的操作就可以将第二小的元素放在第二靠前的位置,注意此时假设的最小元素的下标就应该是a[1],即min=1;第三步和第四步以此类推。
可以看出如果我们有n个数,通过选择排序算法,我们需要执行n-1步,第一步选出第一小的元素,并将之放到第一位;第二步选出第二小的元素,并将之放到第二位,以此类推。其具体的算法如下
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
void sort(int a[],int n);
int i,a[10];
cout<<"please input the original array:"<<endl;
for(i=0;i<10;i++)
{
cin>>a[i];
}
sort(a,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
cout<<a[i]<<endl;
}
return 0;
}
void sort(int a[],int n)
{
int min,i,j,t;
for(i=0;i<n-1;i++) /*外循环决定循环的总步数,如果有那个数的话就要循环n-1步*/
{
min=i; /*先假设每步循环中的最小的一个数的下标是该步循环的头一个数的下标*/
for(j=i+1;j<n;j++) /*每一次循环只需要比较第i个数及其之后的数的大小,并找出最小的数的下标并记录*/
if(a[min]>a[j])
min=j;
t=a[i];a[i]=a[min];a[min]=t; /*交换每最小的数和该次循环的第一个数*/
}
}
3.冒泡法和选择排序法的优缺点
总结一下冒泡法排序和选择法排序的优缺点,冒泡法排序先对来说比选择法简单,但是效率较低,其根本原因在于内循环中,冒泡法每次都要交换元素的顺序,而选择法则只需要记录元素的下标。对于数据较小的数组,运用冒泡法足以胜任,对于数据较大的数组,选择法排序的效率会明显提高。