其实我们之前就用到过很多次的冒泡排序,它的原理就是相邻的两个元素互换。
我们就想象一下,对于一个初始无序的数组,我们排序第一遍的话(就是从第一个开始,第一个与第二个交换,第二个与第三个交换…第n-1个与第n个交换),这时最大的是不是就到了它合适的位置。下面又是从头开始,只不过这时呢就要排序前n-1个数据了,以此类推,直到还剩两个数据,这时排一遍不就行了嘛。所以我们一共排了n-1回。
现在我们算一下每排一回要比较多少次,排第一回时第一个与第二个比较,一直到第n-1个和第n个比较,这是n-1回,下边还有n-1个数据,这时就比较n-2回,直到最后的1回。
于是我们的代码就有了
void BubbleSort(int* a, int n) { for (int i = 0; i < n - 1; i++) { int exchange=0; for (int j = 0; j < n - 1 - i; j++) { if (a[j] > a[j + 1]) { int tmp = a[j]; a[j] = a[j + 1]; a[j + 1] = tmp; exchange=1; } } if(exchange==1){ break; } } }我们这里的i跟上面说的一样,循环n-1次,j第一回循环n-1次,后面每回减一,正好根据i加一的特性,直接让它减去个i就可以了
插入排序插入排序我们在生活中用的最多的可能就是摸扑克牌了,我们要在一个有序的牌中插入一个刚摸的牌,是不是要逐个的比较,然后选择合适的位置,这里就是我们的插入排序了。
现在给定一个数组,第一个数据肯定是有序的,从第二个数据开始,进行插入排序,使两个数据有序,再找第三个,以此类推,直到全部有序。
从第二个元素到第n个元素,一共要循环n-1回,我们每次循环,以升序为例,我们先把第i个元素记下来,如果前面的元素大于它,那么前面的数据往后覆盖,直到找到比它小的数据,把它放在这个数据的前面。
然后我们的代码就有了
void InsertSort(int* a, int n) { for (int i = 1; i < n; i++) { int tmp = a[i]; int end = i - 1; while (end >= 0) { if (a[end] > tmp) { a[end + 1] = a[end]; } else { break; } end--; } a[end + 1] = tmp; } } 希尔排序希尔排序其实本质上就是多次的插入排序,多次的插入排序?可能你会觉得它肯定比插入排序慢吧,其实相反,希尔排序在处理大量数据时快的多
我们知道,插入排序在处理较为有序的数据时是比较快的,因为进行插入排序时只要处理的数据比前面要比较的数据大(以升序为例),就跳出循环就行了
所以我们希尔排序的前几步就是预排序的过程,就是把这一堆数据先排成大致有序。具体步骤就是,隔几个值去插入排序,然后逐步减少这个值,最后让这个值等于一,就是我们的插入排序
选择排序顾名思义就是一次选出一组数据中最小的那个,把它和第一个交换数据,第一个就排好了,下面找后面中最小的,与第二个交换数据,以此类推,一个一个的就排好了
void SelectSort(int* a, int n) { for (int i = 0; i < n - 1; i++) { int mini = i; for (int j = i + 1; j < n; j++) { if (a[j] < a[mini]) { mini = j; } } Swap(&a[i], &a[mini]); } }当然一次只选一个最小的确实有些浪费,我们也可以同时选出一个最大的,把最大的放到最后一个位置,这样遍历一次不就放好两个值了嘛,这样效率会更高一下
void SelectSort(int* a, int n) { int start = 0; int end = n - 1; while (start < end) { int maxi = start; int mini = start; for (int i = start + 1; i <= end; i++) { if (a[i] > a[maxi]) { maxi = i; } if (a[i] < a[mini]) { mini = i; } } Swap(&a[start], &a[mini]); if (start == maxi) { maxi = mini; } Swap(&a[end], &a[maxi]); start++; end--; } }最后一个if要注意一下,这里为什么要判断呢?因为如果说最大值的下标就为start的话,我们在倒数第二个Swap当中就会把最大值给交换走,此时下标为maxi的数据就不是最大的了,所以我们的maxi要跟着最大值走,最大值被交换到了下标为mini的位置,我们就要改一下maxi
快速排序快速排序呢,有三个版本,虽然这三个版本的效率变化不大,但都是对于上一个版本的逻辑上的优化,就是使上一个版本更加容易理解和少出错,话不多说,我们来看第一个版本
我们选取一个数组中的第一个元素为一个参考值,其中从数组最左边开始有一个指针往右寻找大于参考值的值,最右边有一个指针开始寻找小于参考值的值,两个都找到后进行交换,最终两个指针相遇,相遇点肯定是小于参考值的,最后让相遇点的值与最左边的参考值交换位置,这样相遇点左边的值就是全部小于参考值的,相遇点右边的值就是全部大于参考值的。
话又说回来,我们怎么让相遇点的值一定小于参考值,那就是,让右边的指针先走,为什么呢?如果说右边的指针是遇到小于参考值的值停下的话,那么左边的指针就会在那与它相遇,如果说是右边的指针去找左边的指针,因为左边的指针刚交换完值是小于参考值的,所以右指针找到的左指针就是小于参考值的。
归并排序也是把数据分开,去分别的使它们有序
void _MergeSort(int* a, int* tmp, int begin, int end) { if (end <= begin) { return; } int mid = (end + begin) / 2; _MergeSort(a, tmp, begin, mid); _MergeSort(a, tmp, mid+1 , end); int cur = begin; int x1 = begin; int x2 = mid; int x3 = mid+ 1; int x4 = end; while (x1 <= x2 && x3 <= x4) { if (a[x1] < a[x3]) { tmp[cur++] = a[x1++]; } else { tmp[cur++] = a[x3++]; } } while (x1 <= x2) { tmp[cur++] = a[x1++]; } while (x3 <= x4) { tmp[cur++] = a[x3++]; } memcpy(a+begin, tmp+begin, sizeof(int) * (end - begin + 1)); } void MergeSort(int* a, int n) { int* tmp = (int*)malloc(sizeof(int) * n); if (tmp == NULL) { perror("malloc fail"); exit(-1); } _MergeSort(a, tmp, 0, n - 1); free(tmp); }排序确实是数据结构这门课中非常重要的一环,鉴于我是初学者,对各个排序的理解还是不够深彻,只能先潦草的把这篇博客写完,等我以后理解的更加深彻之后,我肯定会回来完善这篇博客的,话不多说,我先发布了