C语言九大排序算法代码

C语言九大排序算法代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#define N 100void bubbleSort(int arr[], int length);                        // 冒泡排序
void selectionSort(int arr[], int length);                     // 选择排序
void InsertSort(int arr[], int length);                        // 插入排序
void shellSort(int arr[], int length);                         // 希尔排序
void QuickSort_dig(int arr[], int begin, int end);             // 快速排序
void merge(int arr[], int low, int mid, int height, int *tmp); // 归并排序中的归并操作
void mergeSort(int arr[], int length);                         // 归并排序
void merge_sort(int arr[], int low, int height, int *tmp);     // 归并排序递归调用
void maxHeapify(int arr[], int size, int root);                // 堆排序中的堆维护
void heapSort(int arr[], int size);                            // 堆排序
void countSort(int arr[], int length);                         // 计数排序
void redixsort(int arr[], int length);                         // 基数排序void initArr(int arr[], int length) // 初始化数组
{for (int i = 0; i < length; i++){arr[i] = rand() % 100;}
}
void ShowArr(int arr[], int length) // 打印数组
{for (int i = 0; i < length; i++){printf("%d ", arr[i]);}printf("n");
}
int main()
{int length = 20;int arr[20];initArr(arr, length);ShowArr(arr, length);InsertSort(arr, length);ShowArr(arr, length);return 0;
}// 冒泡排序
void bubbleSort(int arr[], int length)
{int flag = 1;while (length-- && flag){flag = 0;for (int i = 0; i < length; i++){if (arr[i] > arr[i + 1]){flag = 1;int temp = arr[i];arr[i] = arr[i + 1];arr[i + 1] = temp;}}}
}// 选择排序
void selectionSort(int arr[], int length)
{for (int i = 0; i < length; i++){int min = i; // 假设当前位置是最小的for (int j = i + 1; j < length; j++){if (arr[j] < arr[min]){min = j; // 找到更小的元素的索引}}int temp = arr[i];arr[i] = arr[min]; // 将最小元素与当前位置交换arr[min] = temp;   // 完成交换}
}// 插入排序
void InsertSort(int arr[], int length)
{for (int i = 1; i < length; i++){for (int j = i; j >= 1 && (arr[j] < arr[j - 1]); j--){int temp = arr[j];   // 暂存当前元素arr[j] = arr[j - 1]; // 如果前一个元素比当前元素大，将前一个元素后移arr[j - 1] = temp;   // 将当前元素插入到适当的位置}}
}// 希尔排序
void shellSort(int arr[], int length)
{int h = 1;          // 初始化间隔 h 为 1int t = length / 3; // 计算序列的最大间隔 twhile (h < t)       // 选择合适的初始间隔 hh = 3 * h + 1;  // 利用递增序列计算 h，常用的序列是 1, 4, 13, 40, ...while (h >= 1) // 逐渐缩小间隔 h，直至 h 等于 1{for (int i = h; i < length; i++) // 对数组中以 h 为间隔的子序列进行插入排序{for (int j = i; j >= h && (arr[j] < arr[j - h]); j -= h) // 在子序列内使用插入排序{int temp = arr[j];   // 暂存当前元素arr[j] = arr[j - h]; // 将前一个元素后移arr[j - h] = temp;   // 将当前元素插入到适当的位置}}h = h / 3; // 缩小间隔 h，继续排序}
}// 快速排序
void QuickSort_dig(int arr[], int begin, int end)
{if (begin >= end)return; // 如果子数组为空或只有一个元素，无需排序int key = arr[begin]; // 选择一个基准元素，通常是数组的第一个元素int piti = begin;     // 初始化基准元素的索引int left = begin;     // 左侧索引从数组开始处开始int right = end;      // 右侧索引从数组末尾开始while (left < right){while (left < right && arr[right] >= key)right--;            // 从右侧找到一个小于基准元素的元素的位置arr[piti] = arr[right]; // 将该元素移动到基准元素的位置piti = right;           // 更新基准元素的索引while (left < right && arr[left] <= key)left++;            // 从左侧找到一个大于基准元素的元素的位置arr[piti] = arr[left]; // 将该元素移动到上一个右侧元素的位置piti = left;           // 更新基准元素的索引}arr[piti] = key; // 将基准元素放回正确的位置QuickSort_dig(arr, begin, piti - 1); // 递归排序基准元素左侧的子数组QuickSort_dig(arr, piti + 1, end);   // 递归排序基准元素右侧的子数组
}// 归并排序
void merge(int arr[], int low, int mid, int height, int *tmp)
{int i = low;           // 左子数组起始索引int j = mid + 1;       // 右子数组起始索引int k = low;           // 临时数组起始索引while (i <= mid && j <= height)tmp[k++] = arr[i] < arr[j] ? arr[i++] : arr[j++]; // 从左右子数组中选择较小的元素放入临时数组while (i <= mid)tmp[k++] = arr[i++]; // 处理剩余的左子数组元素while (j <= height)tmp[k++] = arr[j++]; // 处理剩余的右子数组元素for (i = low; i <= height; i++)arr[i] = tmp[i];   // 将临时数组中的排序结果复制回原数组
}
void merge_sort(int arr[], int low, int height, int *tmp)
{if (low >= height)return;             // 递归终止条件：子数组长度为1时不再划分int mid = low + (height - low) / 2; // 计算中间索引merge_sort(arr, low, mid, tmp);     // 对左子数组进行归并排序merge_sort(arr, mid + 1, height, tmp); // 对右子数组进行归并排序merge(arr, low, mid, height, tmp); // 合并左右子数组
}
void mergeSort(int arr[], int length)
{int *tmp = (int *)malloc(sizeof(int) * length); // 临时数组用于存储归并结果assert(tmp);merge_sort(arr, 0, length - 1, tmp); // 调用归并排序函数free(tmp);
}// 堆排序
void maxHeapify(int arr[], int size, int root)
{int largest = root;   // 假定根节点最大int left = 2 * root + 1; // 左子节点索引int right = 2 * root + 2; // 右子节点索引if (left < size && arr[left] > arr[largest]){largest = left;   // 如果左子节点更大，更新最大值索引}if (right < size && arr[right] > arr[largest]){largest = right;  // 如果右子节点更大，更新最大值索引}if (largest != root){int temp = arr[root];arr[root] = arr[largest];arr[largest] = temp; // 交换根节点和最大值节点maxHeapify(arr, size, largest); // 递归调整子树}
}
void heapSort(int arr[], int size)
{for (int i = size / 2 - 1; i >= 0; i--){maxHeapify(arr, size, i); // 构建最大堆}for (int i = size - 1; i > 0; i--){int temp = arr[0];arr[0] = arr[i];arr[i] = temp; // 将堆顶元素（最大值）移到数组末尾maxHeapify(arr, i, 0); // 重新调整堆}
}int temp[N];// 计数排序
void countSort(int arr[], int length)
{for (int i = 0; i < length; i++)temp[arr[i]]++; // 统计每个元素的出现次数for (int i = 0, j = 0; i < N; i++)while (temp[i]--)arr[j++] = i; // 根据元素出现次数，重构排序后的数组
}int Temp[10][N];// 基数排序
void redixsort(int arr[], int length)
{int i;int j;int pos;for (int k = 10; k < 10000; k *= 10){for (i = 0; i < length; i++){j = 0;pos = (arr[i] % k) / (k / 10); // 计算当前位的值while (Temp[pos][j])j++; // 找到合适的位置插入元素Temp[pos][j] = arr[i];}pos = 0;for (i = 0; i < 10; i++){for (j = 0; j < length && Temp[i][j] != 0; j++){arr[pos++] = Temp[i][j]; // 从桶中取出元素，按当前位排序Temp[i][j] = 0; // 清空桶}}}
}