分享一下我老師大神的人工智慧教程！零基礎，通俗易懂！http://blog.csdn.net/jiangjunshow

也歡迎大家轉載本篇文章。分享知識，造福人民，實現我們中華民族偉大復興！

               

各種基本演算法實現小結（五）—— 排序演算法

（均已測試通過）

 

* 選擇排序 |____簡單選擇排序 |____堆排序 |____歸併排序

* 交換排序 |____氣泡排序 |____快速排序

* 插入排序

|____直接插入排序 |____折半排序 |____希爾排序

* 分配排序 |____箱排序 |____基數排序

======================================================================

簡單排序演算法

 

1、 氣泡排序

測試環境：VC 6.0 (C)

[cpp] view plain copy print ?

1. #include  
2.  <stdio.h>  
3. #include <stdlib.h>  
4. #include <time.h>  
5. #define MAX 11  
6. void input(int num[])  
7. {  
8.     int i;  
9.       
10.     srand((unsigned)time(NULL));  
11.     for(i=1; i<MAX; i++)  
12.         num[i]=rand()%100;        
13. }  
14. void output(int num[])  
15. {  
16.     int i;  
17.       
18.     for(i=1; i<MAX; i++)  
19.     {  
20.         printf("%5d", num[i]);  
21.         if(0 == i%10)  
22.             printf("/n");  
23.     }  
24.     printf("/n");  
25. }  
26. void sort(int num[])  
27. {  
28.     int i, j, tmp;  
29.     for(i=1; i<MAX-1; i++)  
30.     {  
31.         printf("bubble.../n");  
32.         for(j=1; j<MAX-i; j++)  
33.         {  
34.             printf("%5d", num[j]);  
35.             if(num[j]>num[j+1])  
36.             {  
37.                 tmp=num[j];  
38.                 num[j]=num[j+1];  
39.                 num[j+1]=tmp;                                 
40.             }  
41.         }  
42.         printf("%5d/n", num[MAX-i]);  
43.           
44.         printf("bubble after.../n");  
45.         for(j=1; j<MAX; j++)  
46.             printf("%5d", num[j]);  
47.         printf("/n");  
48.     }  
49. }  
50. /* bubble sort */  
51. /*  
52. void sort(int num[]) 
53. { 
54.     int i, j, tmp; 
55.     for(i=1; i<MAX-1; i++) 
56.     { 
57.         for(j=1; j<MAX-i; j++) 
58.             if(num[j]>num[j+1]) 
59.             { 
60.                 tmp=num[j]; 
61.                 num[j]=num[j+1]; 
62.                 num[j+1]=tmp;                                
63.             } 
64.     } 
65. } 
66. */  
67. void main()  
68. {  
69.     int num[MAX];  
70.     printf("sort before.../n");  
71.     input(num);  
72.     output(num);  
73.     sort(num);  
74.     printf("sort after.../n");  
75.     output(num);  
76. }  

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX 11void input(int num[]){ int i;  srand((unsigned)time(NULL)); for(i=1; i<MAX; i++)  num[i]=rand()%100;  }void output(int num[]){ int i;  for(i=1; i<MAX; i++) {  printf("%5d", num[i]);  if(0 == i%10)   printf("/n"); } printf("/n");}void sort(int num[]){ int i, j, tmp; for(i=1; i<MAX-1; i++) {  printf("bubble.../n");  for(j=1; j<MAX-i; j++)  {   printf("%5d", num[j]);   if(num[j]>num[j+1])   {    tmp=num[j];    num[j]=num[j+1];    num[j+1]=tmp;           }  }  printf("%5d/n", num[MAX-i]);    printf("bubble after.../n");  for(j=1; j<MAX; j++)   printf("%5d", num[j]);  printf("/n"); }}/* bubble sort *//* void sort(int num[]){ int i, j, tmp; for(i=1; i<MAX-1; i++) {  for(j=1; j<MAX-i; j++)   if(num[j]>num[j+1])   {    tmp=num[j];    num[j]=num[j+1];    num[j+1]=tmp;           } }}*/void main(){ int num[MAX]; printf("sort before.../n"); input(num); output(num); sort(num); printf("sort after.../n"); output(num);}

執行結果：

=======================================================

2、雙向氣泡排序

據說可以提高效率，減少比較次數和交換次數

但仔細分析可得，每次while迴圈，都for迴圈比較了兩次

因此每次low和high各減1，總體上比較次數並未減少，兩次for交換也未減少

個人認為雙向冒泡演算法並未有效的減少比較次數和交換次數，但此演算法也富含程式設計思想，值得學習

 

測試環境：VC 6.0 (C)

[cpp] view plain copy print ?

1. #include  
2.  <stdio.h>  
3. #include <stdlib.h>  
4. #include <time.h>  
5. #define swap(x, y){int tmp; tmp=x; x=y; y=tmp;}  
6. #define MAX 11  
7. void input(int num[])  
8. {  
9.     int i;  
10.       
11.     srand((unsigned)time(NULL));  
12.     for(i=1; i<MAX; i++)  
13.         num[i]=rand()%100;  
14. }  
15. void output(int num[])  
16. {  
17.     int i;  
18.       
19.     for(i=1; i<MAX; i++)  
20.     {  
21.         printf("%5d", num[i]);  
22.         if(0 == i%10)  
23.             printf("/n");  
24.     }  
25. }  
26. void sort(int num[], int low, int high)  
27. {  
28.     int i;  
29.       
30.     while(low<high)  
31.     {  
32.         for(i=low; i<high; i++) /* bubble to high */  
33.             if(num[i]>num[i+1])  
34.                 swap(num[i], num[i+1]);  
35.         high--;  
36.           
37.         for(i=high; i>low; i--)  /* bubble to low */  
38.             if(num[i]<num[i-1])  
39.                 swap(num[i], num[i-1]);  
40.         low++;  
41.     }  
42. }  
43. void main()  
44. {  
45.     int num[MAX];  
46.     input(num);  
47.       
48.     printf("sort before.../n");  
49.     output(num);  
50.       
51.     sort(num, 1, MAX-1);  
52.     printf("sort after.../n");  
53.     output(num);  
54. }  

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define swap(x, y){int tmp; tmp=x; x=y; y=tmp;}#define MAX 11void input(int num[]){ int i;  srand((unsigned)time(NULL)); for(i=1; i<MAX; i++)  num[i]=rand()%100;}void output(int num[]){ int i;  for(i=1; i<MAX; i++) {  printf("%5d", num[i]);  if(0 == i%10)   printf("/n"); }}void sort(int num[], int low, int high){ int i;  while(low<high) {  for(i=low; i<high; i++) /* bubble to high */   if(num[i]>num[i+1])    swap(num[i], num[i+1]);  high--;    for(i=high; i>low; i--)  /* bubble to low */   if(num[i]<num[i-1])    swap(num[i], num[i-1]);  low++; }}void main(){ int num[MAX]; input(num);  printf("sort before.../n"); output(num);  sort(num, 1, MAX-1); printf("sort after.../n"); output(num);}

執行結果：

=======================================================

3、選擇排序

測試環境：VC 6.0 (C)

[cpp] view plain copy print ?

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <time.h>  
4. #define MAX 101  
5. void input(int num[])  
6. {  
7.     int i;  
8.       
9.     srand((unsigned)time(NULL));  
10.     for(i=1; i<MAX; i++)  
11.         num[i]=rand()%100;        
12. }  
13. void output(int num[])  
14. {  
15.     int i;  
16.       
17.     for(i=1; i<MAX; i++)  
18.     {  
19.         printf("%5d", num[i]);  
20.         if(0 == i%10)  
21.             printf("/n");  
22.     }  
23.     printf("/n");  
24. }  
25. void sort(int num[])  
26. {  
27.     int i, j, k, tmp;  
28.     for(i=1; i<MAX-1; i++)  
29.     {  
30.         k=i;  
31.         for(j=i+1; j<MAX; j++)  
32.             if(num[k]>num[j])  
33.                 k=j;  
34.         if(i<k)  
35.         {  
36.             tmp=num[i];  
37.             num[i]=num[k];  
38.             num[k]=tmp;  
39.         }  
40.     }  
41. }  
42. void main()  
43. {  
44.     int num[MAX];  
45.     printf("sort before.../n");  
46.     input(num);  
47.     output(num);  
48.     sort(num);  
49.     printf("sort after.../n");  
50.     output(num);  
51. }  

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX 101void input(int num[]){ int i;  srand((unsigned)time(NULL)); for(i=1; i<MAX; i++)  num[i]=rand()%100;  }void output(int num[]){ int i;  for(i=1; i<MAX; i++) {  printf("%5d", num[i]);  if(0 == i%10)   printf("/n"); } printf("/n");}void sort(int num[]){ int i, j, k, tmp; for(i=1; i<MAX-1; i++) {  k=i;  for(j=i+1; j<MAX; j++)   if(num[k]>num[j])    k=j;  if(i<k)  {   tmp=num[i];   num[i]=num[k];   num[k]=tmp;  } }}void main(){ int num[MAX]; printf("sort before.../n"); input(num); output(num); sort(num); printf("sort after.../n"); output(num);}

執行結果：

=======================================================

 

中級排序演算法

向部分已排好序數列插入新值，使整個數列最終都有序

 

1、直接插入排序

測試環境：VC 6.0 (C)

[cpp] view plain copy print ?

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <time.h>  
4. #define MAX 11  
5. void input(int num[])  
6. {  
7.     int i;  
8.       
9.     srand((unsigned)time(NULL));  
10.     for(i=1; i<MAX; i++)  
11.         num[i]=rand()%100;        
12. }  
13. void output(int num[])  
14. {  
15.     int i;  
16.       
17.     for(i=1; i<MAX; i++)  
18.     {  
19.         printf("%5d", num[i]);  
20.         if(0 == i%10)  
21.             printf("/n");  
22.     }  
23.     printf("/n");  
24. }  
25. void sort(int num[])  
26. {  
27.     int i, pos, tmp;  
28.     for(i=2; i<MAX; i++) /* from 2 to sorting */  
29.     {  
30.         pos=i;  
31.         tmp=num[pos];  
32.         while(pos>1 && tmp<num[pos-1])  
33.         {             
34.             num[pos]=num[pos-1];  
35.             pos--;            
36.         }  
37.         num[pos]=tmp;  
38.     }  
39. }  
40. void main()  
41. {  
42.     int num[MAX];  
43.     printf("sort before.../n");  
44.     input(num);  
45.     output(num);  
46.     sort(num);  
47.     printf("sort after.../n");  
48.     output(num);  
49. }  

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX 11void input(int num[]){ int i;  srand((unsigned)time(NULL)); for(i=1; i<MAX; i++)  num[i]=rand()%100;  }void output(int num[]){ int i;  for(i=1; i<MAX; i++) {  printf("%5d", num[i]);  if(0 == i%10)   printf("/n"); } printf("/n");}void sort(int num[]){ int i, pos, tmp; for(i=2; i<MAX; i++) /* from 2 to sorting */ {  pos=i;  tmp=num[pos];  while(pos>1 && tmp<num[pos-1])  {      num[pos]=num[pos-1];   pos--;     }  num[pos]=tmp; }}void main(){ int num[MAX]; printf("sort before.../n"); input(num); output(num); sort(num); printf("sort after.../n"); output(num);}

執行結果：

=======================================================

2、 折半插入排序

折半插入排序演算法是一種穩定的排序演算法，比直接插入演算法明顯減少了關鍵字之間比較的次數

因此速度比直接插入排序演算法快，但記錄移動的次數沒有變，

所以折半插入排序演算法的時間複雜度仍然為O(n^2)，

測試環境：VC 6.0 (C)

[cpp] view plain copy print ?

1. #include  
2.  <stdio.h>  
3. #include <stdlib.h>  
4. #include <time.h>  
5. #define MAX 11  
6. void input(int num[])  
7. {  
8.     int i;  
9.       
10.     srand((unsigned)time(NULL));  
11.     for(i=1; i<MAX; i++)  
12.         num[i]=rand()%100;  
13. }  
14. void output(int num[])  
15. {  
16.     int i;  
17.       
18.     for(i=1; i<MAX; i++)  
19.     {  
20.         printf("%5d", num[i]);  
21.         if(0 == i%10)  
22.             printf("/n");  
23.     }  
24.     printf("/n");  
25. }  
26. void sort(int num[], int low, int high)  
27. {  
28.     int i, j, mid;  
29.     int l, h;  
30.     for(i=2; i<=high; i++)  
31.     {  
32.         l=low;  
33.         h=i-1;  
34.         num[0]=num[i]; /* save */  
35.           
36.         while(l<=h)  
37.         {  
38.             mid=(l+h)/2;  
39.             if(num[0]<num[mid])  
40.                 h=mid-1;  
41.             else  
42.                 l=mid+1;  
43.         }  
44.           
45.         for(j=i; j>l; j--)  /* move */  
46.             num[j]=num[j-1];  
47.         num[l]=num[0];  
48.     }  
49. }  
50. void main()  
51. {  
52.     int num[MAX];  
53.       
54.     input(num);  
55.       
56.     printf("sort before.../n");  
57.     output(num);  
58.     sort(num, 1, MAX-1);  
59.       
60.     printf("sort after.../n");  
61.     output(num);      
62. }  

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX 11void input(int num[]){ int i;  srand((unsigned)time(NULL)); for(i=1; i<MAX; i++)  num[i]=rand()%100;}void output(int num[]){ int i;  for(i=1; i<MAX; i++) {  printf("%5d", num[i]);  if(0 == i%10)   printf("/n"); } printf("/n");}void sort(int num[], int low, int high){ int i, j, mid; int l, h; for(i=2; i<=high; i++) {  l=low;  h=i-1;  num[0]=num[i]; /* save */    while(l<=h)  {   mid=(l+h)/2;   if(num[0]<num[mid])    h=mid-1;   else    l=mid+1;  }    for(j=i; j>l; j--)  /* move */   num[j]=num[j-1];  num[l]=num[0]; }}void main(){ int num[MAX];  input(num);  printf("sort before.../n"); output(num); sort(num, 1, MAX-1);  printf("sort after.../n"); output(num); }

執行結果：

=======================================================

3、 2-路插入排序

2-路插入排序：是在折半插入排序的基礎上再次改進，其目的是減少排序過程中記錄移動的次數

測試環境：VC 6.0 (C)

[cpp] view plain copy print ?

1. #include <stdio.h>  
2. #include <stdlib.h>  
3. #include <time.h>  
4. #define MAX 11  
5. int num2[MAX];  
6. void input(int num[])  
7. {  
8.     int i;  
9.       
10.     srand((unsigned)time(NULL));  
11.     for(i=1; i<MAX; i++)  
12.         num[i]=rand()%100;  
13. }  
14. void output(int num[])  
15. {  
16.     int i;  
17.       
18.     for(i=1; i<MAX; i++)  
19.     {  
20.         printf("%5d", num[i]);  
21.         if(0 == i%10)  
22.             printf("/n");  
23.     }  
24.     printf("/n");  
25. }  
26. void bi_insertsort(int num[], int len)  
27. {  
28.     int i, j, pos, head, tail;  
29.     head=tail=1;  
30.     num2[1]=num[1];  
31.     for(i=2; i<=len; i++)  
32.     {  
33.         if(num[i]>num2[1])  /* larger, save to tail */  
34.         {  
35.             for(j=tail; j>1; j--)  
36.             {  
37.                 if(num[i]<num2[j])  
38.                     num2[j+1]=num2[j];  
39.                 else  
40.                     break;  
41.             }  
42.             num2[j+1]=num[i];  
43.             tail++;  
44.         }   
45.         else    /* smaller, save to head */  
46.         {  
47.             if(head==1)   /* first to end, then to head... */  
48.             {  
49.                 num2[len]=num[i];  
50.                 head=len;  
51.             }  
52.             else  
53.             {  
54.                 for(j=head; j<=len; j++)  
55.                 {  
56.                     if(num[i]>num2[j])  
57.                         num2[j-1]=num2[j];  
58.                     else  
59.                         break;  
60.                 }  
61.                 num2[j-1]=num[i];  
62.                 head--;  
63.             }  
64.         }         
65.     }  
66.       
67.     pos=1;  
68.     for(i=1; i<=len; i++) /* move back data from num2[] to num[] */  
69.     {  
70.         if(head<=len)  
71.             num[i]=num2[head++];  
72.         else if(pos<=tail)  
73.             num[i]=num2[pos++];  
74.     }  
75. }  
76. int main()  
77. {  
78.     int num[MAX]; /* 1 - len is num, 0->null */  
79.     input(num);  
80.     printf("sort before.../n");  
81.     output(num);  
82.       
83.     bi_insertsort(num, MAX-1);  
84.     printf("sort after.../n");  
85.     output(num);  
86.       
87.     return 0;  
88. }  

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>#define MAX 11int num2[MAX];void input(int num[]){ int i;  srand((unsigned)time(NULL)); for(i=1; i<MAX; i++)  num[i]=rand()%100;}void output(int num[]){ int i;  for(i=1; i<MAX; i++) {  printf("%5d", num[i]);  if(0 == i%10)   printf("/n"); } printf("/n");}void bi_insertsort(int num[], int len){ int i, j, pos, head, tail; head=tail=1; num2[1]=num[1]; for(i=2; i<=len; i++) {  if(num[i]>num2[1])  /* larger, save to tail */  {   for(j=tail; j>1; j--)   {    if(num[i]<num2[j])     num2[j+1]=num2[j];    else     break;   }   num2[j+1]=num[i];   tail++;  }   else    /* smaller, save to head */  {   if(head==1)   /* first to end, then to head... */   {    num2[len]=num[i];    head=len;   }   else   {    for(j=head; j<=len; j++)    {     if(num[i]>num2[j])      num2[j-1]=num2[j];     else      break;    }    num2[j-1]=num[i];    head--;   }  }   }  pos=1; for(i=1; i<=len; i++) /* move back data from num2[] to num[] */ {  if(head<=len)   num[i]=num2[head++];  else if(pos<=tail)   num[i]=num2[pos++]; }}int main(){ int num[MAX]; /* 1 - len is num, 0->null */ input(num); printf("sort before.../n"); output(num);  bi_insertsort(num, MAX-1); printf("sort after.../n"); output(num);  return 0;}

執行結果：

=======================================================

4、合併插入排序（陣列實現）

將兩個有序陣列A、B合併成另一個有序的大陣列C

 

測試環境：VC 6.0 (C)

[cpp] view plain copy print ?

1. #include <stdio.h>  
2. void input_num1(int num[], int n1)  
3. {  
4.     int i;  
5.     for(i=1; i<=n1; i++)  
6.         num[i]=3*(i-1);  
7.     printf("/nnum 1.../n");  
8.     for(i=1; i<=n1; i++)  
9.     {  
10.         printf("%5d", num[i]);  
11.         if(0 == i%10)  
12.             printf("/n");  
13.     }  
14. }  
15. void input_num2(int num[], int n2)  
16. {  
17.     int i;  
18.     for(i=1; i<=n2; i++)  
19.         num[i]=i;  
20.     printf("/nnum 2.../n");  
21.     for(i=1; i<=n2; i++)  
22.     {  
23.         printf("%5d", num[i]);  
24.         if(0 == i%10)  
25.             printf("/n");  
26.     }  
27. }  
28. void output_num3(int num1[], int n1, int num2[], int n2, int num3[], int n3)  
29. {  
30.     int pos1, pos2, pos3;  
31.     pos3=pos2=pos1=1;  
32.    &