常用排序算法总结（C语言描述）
最近又把排序给复(yu)习(xi)了一遍，在此总结一下~具体理论思想持续补充完善中。。。
1.交换排序
（1）普通冒泡
-
时间复杂度：最差、平均都是O(n^2)，最好是O(n)
-
空间复杂度：O(1)
# include<stdio.h> void bubble(int *list,int len) { int i,j,t,flag=0; for(i=0;i<len-1;i++) { flag=0;//设置标记，当某一轮交换没有交换任何数，那下一轮交换也不必进行了 for(j=0;j<len-1-i;j++) { if(list[j]>list[j+1]) { t=list[j]; list[j]=list[j+1]; list[j+1]=t; flag=1; } } if(flag==0) { break; } } } void main() { int n,list[10]; printf("请输入10个整数："); for(n=0;n<10;n++) { scanf("%d",&list[n]); } printf("\n"); bubble(list,10); for(n=0;n<10;n++) { printf("%d\t",list[n]); } printf("\n"); }
（2）鸡尾酒排序：双向冒泡
-
时间复杂度：最差、平均都是O(n^2)，最好是O(n)
-
空间复杂度：O(1)
#include<stdio.h> void CocktailBubble(int *list,int n) { int low=0,high=n-1,j,t,flag; while(low<high) { flag=0;//一次进行两趟for循环，第一个for循环排最大值（次大值），第二个for循环排最小值（次小值），只要其中一趟没有交换任何数字就可以结束排序 for(j=low;j<high;j++) { if(list[j]>list[j+1]) { t=list[j]; list[j]=list[j+1]; list[j+1]=t; flag=1; } } if(flag==0) { break; } high--;//上述for循环第一次结束，排完最大值；第二次，排完次大值 for(j=high;j>low;j--) { if(list[j]<list[j-1]) { t=list[j]; list[j]=list[j-1]; list[j-1]=t; } } if(flag==0) { break; } low++;//上述for循环第一次结束，排完最小值；第二次，排完次小值 } } void main(){ int i,list[10]; printf("请输入10个整数:"); for(i=0;i<10;i++){ scanf("%d",&list[i]); } for(i=0;i<10;i++){ printf("%d ",list[i]); } printf("\n"); CocktailBubble(list,10); for(i=0;i<10;i++){ printf("%d ",list[i]); } printf("\n"); while(1){ ; } }
（3）快速排序法
-
时间复杂度：平均O(nlogn),最坏O(n^2)
-
空间复杂度:O(logn)
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> int Partition(int *list,int low,int high)//该划分算法的工作为：排好list[low]，然后返回list[low]排好后的位置 { int i=low,j=high; int t=list[low]; while(i<j) { while(list[j]>=t&&i<j) { j--; } if(i<j) { list[i]=list[j]; i++; } while(list[i]<=t&&i<j) { i++; } if(i<j) { list[j]=list[i]; j--; } } list[i]=t; return i; } void QuickSort(int *list,int low,int high) { int p; if(low<high) { p=Partition(list,low,high);//每运行一次，排好list[low]，然后返回list[low]值排好后的位置，然后对其左右区间进行递归 QuickSort(list,low,p-1); QuickSort(list,p+1,high); } } main() { int list[10],i; printf("请输入10个整数：\n"); for(i=0;i<10;i++) { scanf("%d",&list[i]); } QuickSort(list,0,9); for(i=0;i<10;i++) { printf("%d\t",list[i]); } system("pause"); }
2.插入排序
(1)直接插入法
时间复杂度：最差、平均都是O(n^2)，最好是O(n)
空间复杂度：1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void insertion(int *list,int n)
{
int i,j,t;
for(i=1;i<n;i++)//待插入的是list[1]到list[n-1]
{
if(list[i]<list[i-1])
{
t=list[i];
list[i]=list[i-1];
j=i;
while(t<list[j-1]&&j>=1)
{
list[j]=list[j-1];
j--;
}
list[j]=t;
}
}
}
main()
{
int list[10],n=10,i;
printf("请输入10个整数：\n");
for(i=0;i<10;i++)
{
scanf("%d",&list[i]);
}
insertion(list,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d\t",list[i]);
}
system("pause");
}
2）shell排序：分组的插入排序
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void ShellPass(int *list,int n,int incre)
{
int i,j,t,k;//以第一个步长list[0]……list[incre-1]为基准，待插入的是list[incre]……list[n-1]，每个插的时候和自己的增量组比较。
for(i=incre;i<n;i++)
{
if(list[i]<list[i-incre])
{
t=list[i];
list[i]=list[i-incre];
j=i;
while(t<list[j-incre]&&j>=incre)
{
list[j]=list[j-incre];
j-=incre;
}
list[j]=t;
}
}
}
void ShellSort(int *list,int n)
{
int incre=n;
while(1)
{
incre=incre/3+1;
ShellPass(list,n,incre);
if(incre==1)
{
break;
}
}
}
main()
{
int list[10],n=10,i;
printf("请输入10个整数：\n");
for(i=0;i<10;i++)
{
scanf("%d",&list[i]);
}
ShellSort(list,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d\t",list[i]);
}
system("pause");
}
3.选择排序
（1）普通选择排序
时间复杂度：最差、平均都是O(n^2)，最好是O(n)
空间复杂度：1
稳定性：不稳定
#include<stdio.h>
void SimpleSort(int *list,int n)
{
int i,j,k,t;
for(i=0;i<n;i++)
{
k=i;
for(j=i+1;j<n;j++)
{
if(list[j]<list[k])
{
k=j;//将比list[k]小的list[j]的j存入k
}
}
if(k!=i)//每进行一次循环找出list[i]到list[n-1]中最小的那个，将这个最小值与list[i]交换位置
{
t=list[i];
list[i]=list[k];
list[k]=t;
}
}
}
main()
{
int list[10],n=10,i;
printf("请输入10个整数：\n");
for(i=0;i<10;i++)
{
scanf("%d",&list[i]);
}
SimpleSort(list,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d",list[i]);
}
system("pause");
}
(2) 堆排序
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
//向下调整运算
void AdjustDown(int *h,int i,int n)//待排序数组h[],待调整元素下标号i和序列长度n
{
int l=2*i+1,j;//l为待调整元素左孩子下标
int temp=h[i];//待调整元素
while(l<=n-1)
{
if(l<n-1&&h[l]>h[l+1])
{
l++;//现在l为待调整元素左右孩子中较小孩子的下标
}
if(temp<h[l])
{
break;//当待调整元素小于左右孩子时，直接退出，调整结束
}
h[i]=h[l];//交换h[i]和其较小的孩子，由于h[i]保存在temp中，所以可以直接赋值
i=l;//为下一次调整做好准备
l=l*2+1;
}
h[i]=temp;//填入temp，调整结束
for(j=0;j<10;j++)
{
printf("%d\t",h[j]);
}
printf("\n");
}
//建立小根堆
void CreatHeap(int *h,int n)
{
int i,j;
for(i=(n-2)/2;i>=0;i--)
{
printf("%d\n",i);//待调整的元素下标为i
AdjustDown(h,i,n);//待调整的元素为下标为n/2到0的元素
}
}
//堆排序
void HeapSort(int *h,int n)
{
int temp,i;
CreatHeap(h,n);//得到一个小根堆
for(i=n-1;i>=0;i--)
{
temp=h[i];//首末位交换，将最小值（首位）和末位交换，排好最小值（即排在最后），再将剩余元素（除最后一个元素外）调整为小根堆
h[i]=h[0];
h[0]=temp;
AdjustDown(h,0,i);
}
}
void main()
{
int i,h[10];
for(i=0;i<10;i++)
{
scanf("%d",&h[i]);
}
HeapSort(h,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d\t",h[i]);
}
system("pause");
}
注意：堆排序所建立的树不能采用链式存储，只能采用顺序存储
4.归并排序
时间复杂度：最差、平均、最好都是O(nlogn)
空间复杂度：O(n)
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void Merge(int *list,int *newlist,int s,int m,int t)
{
int i,j,k;
i=s;
j=m+1;
k=s;
while(i<=m&&j<=t)
{
if(list[i]<=list[j])
{
newlist[k]=list[i];
k++;
i++;
}
else
{
newlist[k]=list[j];
k++;
j++;
}
}
while(i<=m)//剩余的若是前一个序列，则其直接按并入newlist
{
newlist[k]=list[i];
i++;
k++;
}
while(j<=t)
{
newlist[k]=list[j];
j++;
k++;
}
}
void MSort(int *list,int *newlist,int s,int t)
{
int *newlist2;
int m;
newlist2=(int *)malloc((t-s+1)*sizeof(int));//分配一个新数组，和list等长
if(s==t)
{
newlist[s]=list[s];
}
else
{
m=(s+t)/2;
MSort(list,newlist2,s,m);//将list[s]……list[m]递归归并为有序的newlist2[s]……newlist2[m]
MSort(list,newlist2,m+1,t);//将list[m+1]……list[t]递归归并为有序的newlist2[m+1]……newlist2[t]
Merge(newlist2,newlist,s,m,t);//将newlist2[s]……newlist2[m]和newlist2[m+1]……newlist2[t]归并到newlist[s]……newlist[t]
}
}
void MergeSort(int *list,int *newlist,int n)
{
MSort(list,newlist,0,n-1);
}
main()
{
int list[10],n=10,i,newlist[10];
printf("请输入10个整数：\n");
for(i=0;i<10;i++)
{
scanf("%d",&list[i]);
}
MergeSort(list,newlist,10);
for(i=0;i<10;i++)
{
printf("%d",newlist[i]);
}
system("pause");
}
最后，总结一下各种排序算法时间空间复杂度比较
大类|排序方法|时间复杂度|空间复杂度|稳定性|备注
----|-------|---------|--------|------
交换法|冒泡法|最差、平均都是O(n^2),最好是O(n)|1|稳定|n较小时较好
交换法|鸡尾酒冒泡法|最差、平均都是O(n^2),最好是O(n)|1|稳定|n较小时较好
交换法|快速排序|平均O(nlogn),最坏是O(n^2)|O(logn)|不稳定|n大时较好
插入法|直接插入法|最差、平均都是O(n^2),最好是O(n)|1|稳定|大部分已排序时较好
插入法|希尔排序（分组的插入法）|平均是O(nlogn)|1|不稳定
选择法|普通选择|最差、平均都是O(n^2)|1|不稳定|n较小时较好
选择法|堆排序|最差、平均、最好都是O(nlogn)|1|不稳定|n大时较好
归并排序|归并排序|最差、平均、最好都是O(nlogn)|O(n)|稳定|n大时较好
基数排序|基数排序|O(dn)(d是常数）|O(n)|稳定
浙公网安备 33010602011771号