[C语言] 8种排序

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

//冒泡排序

void bubleSort(int data[], int n);

//快速排序

void quickSort(int data[], int low, int high);

int findPos(int data[], int low, int high);

//插入排序

void bInsertSort(int data[], int n);

//希尔排序

void shellSort(int data[], int n);

//选择排序

void selectSort(int data[], int n);

//堆排序

void heapSort(int data[], int n);

void swap(int data[], int i, int j);

void heapAdjust(int data[], int i, int n);

//归并排序

void mergeSort(int data[], int first, int last);

void merge(int data[], int low, int mid, int high);

//基数排序

void radixSort(int data[], int n);

int getNumPos(int num, int pos);



int main() {

    int data[10] = {43, 65, 4, 23, 6, 98, 2, 65, 7, 79};

    int i;

    printf("原先数组:");

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    printf("冒泡排序:");

    bubleSort(data, 10);

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    printf("快速排序:");

    quickSort(data, 0, 9);

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    printf("插入排序:");

    bInsertSort(data,10);

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    printf("希尔排序:");

    shellSort(data, 10);

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    printf("选择排序:");

    selectSort(data, 10);

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    /*int data[11] = {-1, 43, 65, 4, 23, 6, 98, 2, 65, 7, 79};

    int i;

    printf("原先数组:");

    int data[11] = {-1, 43, 65, 4, 23, 6, 98, 2, 65, 7, 79};

    for(i=1;i<11;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    printf(" 堆排序:");

    heapSort(data, 10);

    for(i=1;i<11;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    printf("归并排序:");

    mergeSort(data, 0, 9);

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");*/

    printf("基数排序:");

    radixSort(data, 10);

    for(i=0;i<10;i++) {

        printf("%d    ", data[i]);

    }

    printf("\n");

    return 0;

}



/*--------------------冒泡排序---------------------*/

void bubleSort(int data[], int n) {

    int i,j,temp;

    //两个for循环，每次取出一个元素跟数组的其他元素比较

    //将最大的元素排到最后。

    for(j=0;j<n-1;j++) {

        //外循环一次，就排好一个数，并放在后面，

        //所以比较前面n-j-1个元素即可

        for(i=0;i<n-j-1;i++) {

            if(data[i]>data[i+1]) {

                temp = data[i];

                data[i] = data[i+1];

                data[i+1] = temp;

            }

        }

    }  

}



/*--------------------快速排序---------------------*/

int findPos(int data[], int low, int high) {

    //将大于t的元素赶到t的左边，大于t的元素赶到t的右边

    int t = data[low];

    while(low < high) {

        while(low < high && data[high] >= t) {

            high--;

        }

        data[low] = data[high];

        while(low < high && data[low] <=t) {

            low++;

        }

        data[high] = data[low];

    }

    data[low] = t;

    //返回此时t在数组中的位置

    return low;

}

//在数组中找一个元素，对大于该元素和小于该元素的两个数组进行再排序

//再对两个数组分为4个数组，再排序，直到最后每组只剩下一个元素为止

void quickSort(int data[], int low, int high) {

    if(low > high) {

        return;

    }

    int pos = findPos(data, low, high);

    quickSort(data, low, pos-1);

    quickSort(data, pos+1, high); 

}



/*--------------------插入排序---------------------*/

void bInsertSort(int data[], int n) {

    int low,high,mid;

    int temp,i,j;

    for(i=1;i<n;i++) {

        low = 0;

        //把data[i]元素插入到它的前面data[0-(i-1)]中

        temp =data[i];

        high = i-1;

        //该while是折半，缩小data[i]的范围(优化手段)

        while(low <= high) {

            mid = (low+high)/2;

            if(data[mid] > temp) {

                high = mid-1;

            }

            else {

                low = mid+1;

            }

        }

        int j = i;

        //让data与已经排序好的数组的各个元素比较，小的放前面

        while((j > low) && data[j-1] > temp) {

            data[j] = data[j-1];

            --j;

        }

        data[low] = temp;

    }

}



/*--------------------希尔排序---------------------*/

void shellSort(int * data, int n) {

    int step,i,j,key;

    //将数组按照step分组，不断二分到每组只剩下一个元素

    for(step=n/2;step>0;step/=2) {

        //将每组中的元素排序，小的在前

        for(i=step;i<n;i++) {

            key = data[i];

            for(j=i-step;j>=0 && key<data[j];j-=step) {

                data[j+step] = data[j];

            }

            //和上面的for循环一起，将组中小的元素换到数组的前面

            data[j+step] = key;

        }

    }

}



/*--------------------选择排序---------------------*/

void selectSort(int data[], int n) {

    int i,j,mix,temp;

    //每次循环数组，找出最小的元素，放在前面，前面的即为排序好的

    for(i=0;i<n-1;i++) {

        //假设最小元素的下标

        int mix = i;

        //将上面假设的最小元素与数组比较，交换出最小的元素的下标

        for(j=i+1;j<n;j++) {

            if(data[j] < data[mix]) {

                mix = j;

            }

        }

        //若数组中真的有比假设的元素还小，就交换

        if(i != mix) {

            temp = data[i];

            data[i] = data[mix];

            data[mix] = temp;

        }

    }

}



/*--------------------堆排序---------------------*/

//堆排序将数组先组成二叉树，默认从数组的data[1]开始排，data[0]是

//无效数据

void heapSort(int data[], int n) {

    int i;

    //先将数组组成一棵完全二叉树

    //从2/n开始，就是从倒数第二排结点往前开始

    for(i=n/2;i>0;i--) {

        heapAdjust(data, i, n);

    }

    //循环每个结点，将大的结点交换到堆顶

    for(i=n;i>1;i--) {

        swap(data, 1, i);

        //每次交换完都要调整二叉树，将剩下的最大的结点交换到堆顶

        heapAdjust(data, 1, i-1);

    }

}

//交换函数

void swap(int data[], int i, int j) {

    int temp;

    temp = data[i];

    data[i] = data[j];

    data[j] = temp;

}

void heapAdjust(int data[], int i, int n) {

    int j, temp;

    //假设第一个结点的元素是最大的

    temp = data[i];

    //i结点：2*i是i结点的左结点，2*i+1是i结点的右结点

    //把结点元素大的交换到前面

    for(j=2*i;j<=n;j*=2) {

        if(j < n && data[j] < data[j+1]) {

            j++;

        }

        if(temp >= data[j]) {

            break;

        }

        data[i] = data[j];

        i = j;

    }

    data[i] = temp;

}



/*--------------------归并排序---------------------*/

void mergeSort(int data[], int first, int last) {

    int mid = 0;

    //将数组不停的二分分组再组合，直到每组只剩一个元素

    if(first < last) {

        mid = (first+last)/2;

        mergeSort(data, first, mid);

        mergeSort(data, mid+1, last);

        merge(data, first, mid, last);

    }

    return;

}

void merge(int data[], int low, int mid, int high) {

    int i, k;

    //定义一个临时数组存放传进来的无序数组排好序之后的数组

    int *temp = (int *)malloc((high-low+1)*sizeof(int));

    //将无序数组分成两个序列

    int left_low = low;

    int left_high = mid;

    int right_low = mid+1;

    int right_high = high;

    //将两个序列比较排序，小的排前

    for(k=0;left_low<=left_high && right_low<=right_high;k++) {

        if(data[left_low]<=data[right_low]) {

            temp[k] = data[left_low++];

        }

        else{

            temp[k] = data[right_low++];

        }

    }

    //左序列如果有剩下元素未排序，加到临时数组的末尾

    if(left_low <= left_high) {

        for(i=left_low;i<=left_high;i++) {

            temp[k++] = data[i];

        }

    }

    //右序列如果有剩下元素未排序，加到临时数组的末尾

    if(right_low <= right_high) {

        for(i=right_low;i<=right_high;i++) {

            temp[k++] = data[i];

        }

    }

    //将排好序的小分组转移到原数组中

    for(i=0;i<high-low+1;i++) {

        data[low+i] = temp[i];

    }

    free(temp);

    return;

}

/*--------------------基数排序---------------------*/

//该函数的作用是找出num的pos位数的数字(比如：23的个位数数字是3)

int getNumPos(int num, int pos) {

    int i;

    int temp = 1;

    for(i=0;i<pos-1;i++) {

        temp *= 10;

    }

    return (num / temp) % 10;

}

void radixSort(int data[], int n) {

    int i,j,k,pos,num,index;

    //这几句话是创建一个从0-9(行)× (n+1)(列)的网格，第一列从上往下是0-9,

    //第二列是该行包含的元素个数，默认为0个

    int *radixArrays[10];

    for(i=0;i<10;i++) {

        radixArrays[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * (n+1));

        radixArrays[i][0] = 0;

    }

    //pos最大为31为数，计算机能承受的最大范围了

    for(pos=1;pos<=31;pos++) {

        //该for循环是将数组的元素按照位数(pos)的值放进网格内

        for(i=0;i<n;i++) {

            num = getNumPos(data[i], pos);

            index = ++radixArrays[num][0];

            radixArrays[num][index] = data[i];

        }

        //该for循环是将上面的for循环已经按照某个位数(pos)排列好的元素存入数组

        for(i=0,j=0;i<10;i++) {

            for(k=1;k<=radixArrays[i][0];k++) {

                data[j++] = radixArrays[i][k];

            }

            //清空网格，以便给下个位数排列

            radixArrays[i][0] = 0;

        }

    }

}