排序和查找
排序和查找
1. 排序算法介绍
- 排序也称排序算法，排序是将一组数据，依指定的顺序进行排列的过程
- 排序的分类
- 内部排序：指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器（内存）中进行排序
- 外部排序：数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储器进行排序
2. 冒泡排序
2.1 基本介绍
- 冒泡排序的基本思想是：通过对待排序序列从前向后（从下标较小的元素开始），依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素从前移向后部，就像水底的气泡一样逐渐向上冒。
- 因为排序的过程中，各元素不断接近自己的位置，如果一趟比较下来没有进行过交换，就说明序列有序，因此要在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行过交换，从而减少不必要的比较
2.2 案例
- 将五个无序 的数：{3，9，-1，10，-2}使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列
2.3 分析冒泡的过程+代码
//冒泡排序的过程（从小到大）
原始数组{3，9，-1，10，-2}
第一轮
1.3，9，-1，10，2
2.3，-1，9，10，2
3.3，-1，9，10，2
4.3，-1，9，-2，10
//第一大的数就移动到最后
第二轮
1.-1，3，9，-2，10
2.-1，3，9，-2，10
3.-1，3，-2，9，10
第三轮
1.-1，3，-2，9，10
2.-1,-2,3,9,10
第四轮
-2，-1，3，9，10
#include<stdio.h>
//冒泡排序函数
void bubbleSort(int arr[],int arrLen){
//因为每轮排序几乎一样，因此，可以使用for循环处理
int i,j;
int t;//临时变量
for(i=0;i<arrLen-1;i++){
for(j=0;j<arrLen-1-i;j++){
//如果前面的数大于后面的数，就交换
if(arr[j]>arr[j+1]){
t=arr[j];
arr[j]=arr[j+1];
arr[j+1]=t;
}
}
}
}
void main(){
int arr[]={3,9,-1,10,-2,11};
int arrLen=sizeof(arr)/sizeof(int);
int j;
bubbleSort(arr,arrLen);//数组默认是地址传递
printf("排序后");
for(j=0;j<arrLen;j++){
printf("%d",arr[j]);
}
getchar();
}
3. 查找
3.1 介绍
在C中，常用的查找有两种
- 顺序查找
- 二分查找
3.2 案例演示
- 有一个数列
- 猜数游戏：从键盘任意输入一个数，判断数列中是否包含该数[顺序查找]
- 要求：如果找到了，就提示找到，并给出下标值，找不到提示没有
#include<stdio.h>
int seqSearch(int arr[],int arrLen,int val){
int i;
for(i=0;i<arrLen;i++){
if(arr[i]==val){
return i;
}
}
//如果在for循环中，没有执行到return，说明没有找到
return -1；
}
void main(){
int arr[]={23,1,34,89,101};
int arrLen=sizeof(arr)/sizeof(int);
int index=seqSearch(arr,arrLen,-101);
if(index != -1){
printf("找到 下标为%d",index);
}else{
printf("没有找到");
}
getchar();
}
- 请对一个有序数组进行二分查找{1，8，10，89，100，123}，输入一个数看看该数组是否存在此数，并且求出下标，如果没有就提示“没有这个数”
- 二分查找的前提是该数组是一个有序数组
#include<stdio.h>
//二分查找
int binarySearch(int arr[],int leftIndex,int rightIndex,int findVAL){
//先找到数组中间这个数midVal
int midIndex=(leftIndex+rightIndex)/2;
int midVal=arr[midIndex];
//如果leftIndex>rightIndex,说明这个数组都比较过，但是没有找到
if(leftIndex>rightIndex){
return -1;
}
//如果midVal>findVal说明，应该在midVal的左边查找
if(midVal>findVal){
binarySearch(arr,leftIndex,midIndex-1,findVal);
}else if(midVal<findVal){
//如果midVal<findVal说明，应该在midVal的右边查找
binarySearch(arr,midIndex+1，rightIndex,findVal);
}else{
return midIndex;
}
}
void main(){
//分析
//比如要查找的数是findVal
//1.先找到数组中间这个数midVal,和findVal比较
//2.如果midVal>findVal说明，应该在midVal的左边查找
//3.如果midVal<findVal说明，应该在midVal的右边查找
//4.如果midVal==findVal,说明找到
int arr[]={1,8,10,89,1000,1234};
int arrLen=sizeof(arr)/sizeof(int);
int index=binarySearch(arr,0,arrLen-1,-1000);
if(index!=-1){
printf("找到index=%d",index);
}else{
printf("没有找到");
}
getchar();
}
4.多维数组和二维数组
多维数组主要介绍二维数组
5. 二维数组的应用场景
比如开发一个五子棋游戏，棋盘就是需要二维数组来表示
6.二维数组的使用
6.1 快速入门
请用二维数组输出如下图形
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 2 0 3 0 0
0 0 0 0 0 0
6.2 使用方式1：先定义再初始化
语法：类型 数组名[大小 ] [大小]
比如：int a[2] [3]
6.3 使用演示
二维数组在内存的存在形式，各个元素的地址是连续分布的，即在前一个元素基础上加+4
#include<stdio.h>
void main(){
//a[4][6];表示一个4行6列的二维数组
int a[4][6];//没有初始化，则是分配的内存垃圾值
int i,j;
//全部初始化为0
for(i=0;i<4;i++){
for(j=0;j<6;j++){
a[i][j]=0;
}
}
a[1][2]=1;
a[2][1]=2;
a[2][3]=3;
//输出二维数组
for(i=0;i<4;i++){
for(j=0;j<6;j++){
printf("%d",a[i][j]);
}
printf("\n");
}
//看看二维数组的内存布局
printf("二维数组a的首地址=%p",a);
printf("二维数组a[0]的地址=%p",a[0]);
printf("二维数组a[0][0]的地址=%p",&a[0][0]);
printf("二维数组a[0][1]的地址=%p",&a[0][1]);
//将二维数组的各个元素的地址输出
printf("\n");
for(i=0;i<4;i++){
printf("a[%d]的地址=%p",i,a[i]);
for(j=0;j<6;j++){
printf("a[%d][%d]的地址=%p",i,j,&a[i][j]);
}
printf("\n");
}
getchar();
}
6.4 使用方式2：直接初始化
- 定义 类型 数组名【大小】【大小】={{值1，值2....},{值1，值2....}}；
- 或者 类型 数组名 【大小】【大小】 ={值1，值2，值3，值4，值5，值6...}；
- 会自动匹配到各行各列
7.二维数组应用案例
7.1 案例1
- 请使用灵活的方式遍历如下数组
- int map[3] [3]={{0,0,1},{1,1,1}{1,1,3}};
7.2 案例2
int arr[3] [2]={{4,6},{1,4},{-2,8}};
遍历该二维数组，并得到和
#include <stdio.h>
void main(){
int map[3][3]={{0,0,1},{1,1,1},{1,1,3}};
//遍历
//先得到行
//1.sizeof(map) 得到这个map数组的大小9*4=36
//2.sizeof(map[0])得到map中，第一行有多大3*4=12
int rows=sizeof(map)/sizeof(map[0]);
//printf("rows=%d",rows);
//得到列
int cols=sizeof(map[0])/sizeof(int);
int i,j,sum=0;
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<cols;j++){
printf("%d",map[i][j]);
sum+=map[i][j];
}
printf("\n");
}
printf("sum=%d",sum);
getchar();
}
7.4 定义二维数组，用于保存三个班，每个班五名同学成绩，并求出每个班级平均分，以及所有班级平均分
#include<stdio.h>
void main(){
//分析
//1.创建一个scores[3][5]
//2.遍历，给复制
//3.再次遍历，统计总分和平均分
//4.输出
double score[3][5];
int rows=sizeof(score)/sizeof(score[0]),cols=sizeof(score[0])/sizeof(double),i,j;
//classTotalScore 各个班级总成绩 totalscore 所有学生成绩
double totalScore=0.0,classTotalScore=0.0;
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<rows;j++){
score[i][j]=0.0;
}
}
//遍历，给每个学生输入成绩
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<cols;j++){
printf("请输入第%d个班的第%d个学生的成绩",i+1,j+1);
scanf("%lf",&score[i][j]);
}
}
getchar();
//显示下成绩情况
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<cols;j++){
printf("%.2f",score[i][j]);
}
printf("\n");
}
//统计各个班的总成绩，和所有学生的成绩
for(i=0;i<rows;i++){
classTotalScore=0.0;//每次清零
for(j=0;j<cols;j++){
classTotalScore+=score[i][j];//累计每个班的总成绩
}
printf("第%d个班的平均成绩是%.2f",i+1.classTotalScore/cols);
totalScore+=classTotalScore;//将该班的总分，累加到totalScore
}
printf("所有学生的总成绩是%.2f 平均成绩是%.2f",totalScore,totalScore/(rows*cols));
getchar();
getchar();
}
8.二维数字使用细节和注意事项
- 可以只对部分元素赋值，为赋值的元素自动取零
int main(){
int a[4][5]={{1},{2},{3},{1}};
int i,j;
for(i=0;i<4;i++){
for(j=0;j<5;j++){
printf("%d",a[i][j]);
}
printf("\n");
}
getchar();
}
- 如果对全部元素赋值，那么第一维的长度可以不给出
int a[3][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
//可以写为
int a[][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
- 二维数组可以看作是由一维数组嵌套而成的；如果一个数组的每个元素又是一个数组，那么它就是二维数组
- 二维数组a[3] [4]可看成三个一维数组，他们数组名分别为a[0],a[1],a[2]
- 这三个一维数组都有4个元素，如一维数组a[0]的元素为a[0] [0],a[0] [1],a[0] [2],a[0] [3]
浙公网安备 33010602011771号