c语言各类排序算法设计与实现

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目录

1.概要设计

2.详细设计 

3. 排序算法实现

4.其他功能实现

 5.函数设计

 6.运行效果

 7.各类函数

冒泡排序算法实现

选择排序算法实现

插入排序算法实现

希尔排序算法实现

归并排序算法实现

快速排序算法实现

堆排序算法实现

计数排序算法实现

桶排序算法实现

基数排序算法实现

查找最大最小值

计算平均值和总和

8.完整代码

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1.概要设计

本项目旨在实现常见的排序算法，并提供用户友好的交互界面，使用户能够选择不同的排序算法对输入的数组进行排序。除了排序功能外，还包括查找数组的最大最小值以及计算数组的平均值和总和的功能。

2.详细设计 

主程序流程
主程序通过一个循环，不断显示菜单，并等待用户选择排序算法或其他功能。
用户选择排序算法后，程序会提示输入数组，接收用户输入，并动态分配内存空间来存储数组。
根据用户选择的排序算法，调用相应的排序函数进行排序。
排序完成后，输出排序后的数组，并释放动态分配的内存空间。
程序询问用户是否需要重新排序，若用户选择是，则回到菜单显示步骤；若用户选择否，则程序结束。

3. 排序算法实现

 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、基数排序等排序算法均有相应的实现函数。
每个排序函数接收一个整数数组和数组大小作为参数，对数组进行相应的排序操作。
在实现中，采用了常见的排序算法思想和算法逻辑，如冒泡排序的两层循环、快速排序的分区与递归、计数排序的计数与重排等。

4.其他功能实现

查找最大最小值：遍历数组，找到数组中的最大值和最小值，并输出。
计算平均值和总和：遍历数组，累加数组元素得到总和，然后除以数组大小得到平均值，并输出。

 5.函数设计

本项目涉及多个函数，包括主函数 main()、各种排序算法函数、其他功能函数以及显示菜单函数。以下是对每个函数的详细设计。

主函数 main()
int main()
功能：程序入口，包含主程序流程和用户交互逻辑。
参数：无。
返回值：整数，表示程序执行结果。
设计思路：
初始化变量，包括选择、数组和数组大小等。
进入主程序循环，显示菜单，等待用户选择排序算法或其他功能。
根据用户选择执行相应的操作，如排序、查找最大最小值或计算平均值总和。
循环直到用户选择退出程序。
排序算法函数（例如 bubbleSort()、selectionSort() 等）
void bubbleSort(int arr[], int n)
功能：实现冒泡排序算法，对传入的数组进行排序。
参数：
arr：整数数组，待排序的数组。
n：整数，数组的大小。
返回值：无。
设计思路：
使用两层循环遍历数组，每次将相邻元素进行比较，若逆序则交换。
外层循环控制遍历次数，内层循环执行比较和交换操作。
其他功能函数（例如 findMinMax()、calculateAverageSum() 等）
void findMinMax(int arr[], int n)
功能：查找数组中的最大值和最小值。
参数：
arr：整数数组，待查找的数组。
n：整数，数组的大小。
返回值：无。
设计思路：
初始化最大值和最小值为数组第一个元素。
遍历数组，更新最大值和最小值。
输出最大值和最小值。
显示菜单函数 displayMenu()
void displayMenu()
功能：在主程序中调用，用于显示用户可选的排序算法以及其他功能。
参数：无。
返回值：无。
设计思路：
使用 printf 函数输出菜单选项，包括排序算法和其他功能选项。
格式化输出，使得菜单界面清晰易读。

 6.运行效果

 7.各类函数

冒泡排序算法实现

void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                // 交换元素
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

选择排序算法实现

void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        // 交换元素
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
}

插入排序算法实现

void insertionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        int key = arr[i];
        int j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = key;
    }
}

希尔排序算法实现

void shellSort(int arr[], int n) {
    for (int gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (int i = gap; i < n; i++) {
            int temp = arr[i];
            int j;
            for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) {
                arr[j] = arr[j - gap];
            }
            arr[j] = temp;
        }
    }
}

归并排序算法实现

void merge(int arr[], int left, int mid, int right) {
    int i, j, k;
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;

    int L[n1], R[n2];

    for (i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[left + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[mid + 1 + j];

    i = 0;
    j = 0;
    k = left;
    while (i < n1 &&am