以下是C语言中常见排序算法的实现代码,涵盖冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、快速排序、归并排序等:
一、冒泡排序(Bubble Sort)
通过相邻元素比较交换实现排序,时间复杂度为O(n²)。
void bubble_sort(int arr[], int len) {
for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
for (int j = 0; j < len - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
二、选择排序(Selection Sort)
每次选择未排序部分的最小元素放到已排序序列末尾,时间复杂度为O(n²)。
void selection_sort(int arr[], int n) {
for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
int min_idx = i;
for (int j = i + 1; j < n; j++) {
if (arr[j] < arr[min_idx]) {
min_idx = j;
}
}
if (min_idx != i) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[min_idx];
arr[min_idx] = temp;
}
}
}
三、插入排序(Insertion Sort)
通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入,时间复杂度为O(n²)。
void insertion_sort(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;
}
}
四、希尔排序(Shell Sort)
插入排序的优化版,通过设置间隔序列减少比较次数,时间复杂度为O(n log n)。
void shell_sort(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;
}
}
}
五、快速排序(Quick Sort)
采用分治法,通过基准元素划分序列,平均时间复杂度为O(n log n)。
void quick_sort(int arr[], int low, int high) {
if (low < high) {
int pivot = arr[high];
int i = low - 1;
for (int j = low; j < high; j++) {
if (arr[j] < pivot) {
i++;
swap(&arr[i], &arr[j]);
}
}
swap(&arr[i + 1], &arr[high]);
int pi = i + 1;
quick_sort(arr, low, pi - 1);
quick_sort(arr, pi + 1, high);
}
}
六、归并排序(Merge Sort)
采用分治法,将序列递归分割后合并,时间复杂度为O(n log n)。
void merge(int arr[], int temp_arr[], int left, int mid, int right) {
int i = left, j = mid + 1, k = left;
while (i <= mid && j <= right) {
if (arr[i] <= arr[j]) {
temp_arr[k++] = arr[i++];
} else {
temp_arr[k++] = arr[j++];
}
}
while (i <= mid) {
temp_arr[k++] = arr[i++];
}
while (j <= right) {
temp_arr[k++] = arr[j++];
}
for (i = left; i <= right; i++) {
arr[i] = temp_arr[i];
}
}
void merge_sort(int arr[], int temp_arr[], int left, int right) {
if (left < right) {
int mid = left + (right - left) / 2;
merge_sort(arr, temp_arr, left, mid);
merge_sort(arr, temp_arr, mid + 1, right);
merge(arr,