C語言數據結構與算法排序的方法有哪些

這篇文章主要介紹“C語言數據結構與算法排序的方法有哪些”，在日常操作中，相信很多人在C語言數據結構與算法排序的方法有哪些問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”C語言數據結構與算法排序的方法有哪些”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

一、前言

主要介紹選擇類排序中的簡單、樹形和堆排序，歸并排序、分配類排序的基數排序

二、選擇類排序

選擇類：每次從待排序的無序序列中，選擇一個最大或最小的數字，放到前面，數據元素為空時排序結束

1.簡單選擇排序

動態演示：

算法講解：

1. 首先通過n-1次比較，從n個記錄中找出最小值，將它與第一個元素交換

2. 再通過n-2次比較，從剩余的n-1個記錄中找出次小的值，將它與第二個記錄交換

3. 重復上述操作n-1，排序完成

代碼：

void SelectSort(RecordType r[], int length)
/*對記錄數組r做簡單選擇排序，length為數組的長度*/
{
	int i,j,k;	int n;	RecordType x;    n=length;
	for ( i=1 ; i<= n-1; ++i)  
	{
		k=i;
		for (j=i+1 ; j<= n ; ++j) 
			if (r[j].key < r[k].key ) k=j;
		if ( k!=i) 
		 { 
		     x= r[i];   r[i]= r[k];   r[k]=x;
		}
	}	
} /* SelectSort  */

特點： 

不穩定排序

時間復雜度O(n*n), 空間復雜度O(1)

2.樹形選擇排序

靜態演示：

算法講解：

1. 最下面一行21 25 49 25 16 08 63是給定需要從小到大排序的數字

2. 相鄰的兩個選出一個最小的向上移一層，只有一個的補一個值無窮大的數

3. 倒數第二層再次兩兩組合，直到最頂端

4. 此時，最頂端08就是值最小的數，輸出08，把所有08至為無窮大

5. 再次選出一個最小值，以此類推

特點： 

算法不作要求

穩定排序, 增加額外的存儲空間

時間復雜度O（nlogn）,空間復雜度O(n-1)

3.堆選擇排序

動態演示：

算法講解：

1. 根結點值最大的叫大頂堆，根結點值最小的叫小頂堆，上圖就是一個構造大頂堆的圖

2. 從最后一層開始，如果孩子結點的值比父親結點大，那么就交換位置

3. 一層層向上推，直到根結點值最大

建立初始堆：

void crt_heap(RecordType r[], int length )
/*對記錄數組r建堆，length為數組的長度*/
{
	int i,n;
    n= length;
	for ( i=n/2; i >= 1; --i) /* 自第[n/2]個記錄開始進行篩選建堆 */ 
		sift(r,i,n);
}

調整堆：

void  sift(RecordType  r[],  int k, int m)
/* 假設ｒ[k..m]是以ｒ[k]為根的完全二叉樹，且分別以ｒ[2k]和ｒ[2k+1]為根的左、右子樹為大根堆，調整r[k]，使整個序列r[k..m]滿足堆的性質 */
{	RecordType t;	int i,j;	int x;	int finished;
	t= r[k];          /* 暫存"根"記錄r[k] */ 	
     x=r[k].key;	i=k;	j=2*i;
	finished=FALSE;
	while( j<=m && !finished  ) 
		{     
		     if (j<m  && r[j].key< r[j+1].key )  j=j+1;   /* 若存在右子樹，
                                                     且右子樹 根的關鍵字大，則沿右分支"篩選" */
		     if ( x>= r[j].key)	finished=TRUE;            /*  篩選完畢  */ 
		     else 
		     {   r[i] = r[j];  i=j;  j=2*i;	}    /* 繼續篩選 */ 
		}
		r[i] =t;          /* r[k]填入到恰當的位置 */ 
}

堆排序：

void  HeapSort(RecordType  r[],int length)
/* 對r[1..n]進行堆排序，執行本算法后，r中記錄按關鍵字由大到小有序排列 */ 
{
	int i,n;	RecordType b;
	crt_heap(r, length);	n= length;
	for (  i=n ; i>= 2; --i) 
	{
		b=r[1];     /* 將堆頂記錄和堆中的最后一個記錄互換 */ 
		r[1]= r[i];
		r[i]=b; 
		sift(r,1,i-1);  /* 進行調整，使r[1..i-1]變成堆 */ 
	}
} /* HeapSort */

特點： 

堆選擇是樹形的改進，空間占用較小

不穩定排序，適合n值較大的排序

時間復雜度O(n*logn)，空間復雜度O(1)

三、歸并排序

法一：

將整體數字一分為二，逐層細分

細分完成后，每一塊進行排序，直到整體有序

法二：

將一串序列，相鄰的兩個歸并到一起排序，再次把相鄰兩個有序的歸并塊再次排序，直到最后有序（優先推薦這種算法）

代碼：

void MergeSort ( RecordType  r[], int n) /* 對記錄數組r[1..n]做歸并排序 */ 
{
	MSort ( r, 1, n, r);
}
void   MSort(RecordType  r1[],  int  low,  int  high,  RecordType  r3[])
/* r1[low..high]經過排序后放在r3[low..high]中，r2[low..high]為輔助空間 */ 
{
	int mid;   RecordType  r2[20];
	if (low==high)   r3[low]=r1[low];
	else
	{
		mid=(low+high)/2;
        MSort(r1,low, mid, r2);
        MSort(r1,mid+1,high, r2);
        Merge (r2,low,mid,high, r3);
     }
} /*   MSort  */

特點： 

穩定排序

時間復雜度O(nlogn)，空間復雜度O(n)

附加空間比較大，很少用于內部排序，主要是外部排序

四、分配類排序

1.多關鍵字排序

高位優先：按照花色大小分成四類，在每一類中按照面值進行排序

低位優先：按照面值大小分成13類，將相同面值的不同花色進行排序

2.鏈式基數排序

算法講解：

1. 對于上面的9個三位數，第一步我們按照個位數從小到大排序

2. 接著第一步的結果，按照十位數從小到達排序

3. 最后借助第二步的結果，按照百位數從小到大排序

4. 同樣的，對于4位 5 位方法一樣

特點：

時間復雜度O(d*n)，d是關鍵字數，n是記錄數

穩定的排序

空間復雜度=2個隊列指針+n個指針域

到此，關于“C語言數據結構與算法排序的方法有哪些”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！