C语言算法特性

C语言是一种结构化、过程化的编程语言，具有高效、可移植、稳定、可靠等优点，因此在编程语言中占据了重要地位。同时C语言还具有强大的算法特性，使得程序员可以通过灵活巧妙的算法，将庞大复杂的问题简化，快速实现。本文将从多个角度分析C语言算法特性。

1.快速排序

快速排序是一种分治法思想的排序方法，效率非常高。C语言中也内置了qsort()函数，用于快速排序。快速排序的优点是尽管最坏情况复杂度为O(n2)，但是平均情况下时间复杂度为O(n log2 n)，而且具有原地排序的特性。

快速排序的基本思路：选择一个基准元素，将小于基准元素的放到基准元素的左边，大于基准元素的放到基准元素的右边。然后将左边和右边的序列分别递归排序。快速排序使用C语言来实现非常容易，以下是快速排序的基本代码：

```c

void quicksort(int a[], int l, int r){

if(l < r){

int i = l, j = r, x = a[l];

while(i < j){

while(i < j && a[j] >= x)

j--;

if(i < j)

a[i++] = a[j];

while(i < j && a[i] < x)

i++;

if(i < j)

a[j--] = a[i];

}

a[i] = x;

quicksort(a, l, i - 1);

quicksort(a, i + 1, r);

}

}

```

2.图论算法

图论算法主要用于研究图的性质和问题，包括最短路径、最小生成树、网络流、匹配问题等。在C语言中，常用的有深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）。

DFS算法实现的代码如下：

```c

void DFS(int u){

vis[u] = 1;

for(int i = head[u]; i != -1; i = edge[i].next){

int v = edge[i].to;

if(!vis[v])

DFS(v);

}

}

```

BFS算法实现的代码如下：

```c

void BFS(int s){

queue q;

memset(vis, 0, sizeof(vis));

vis[s] = 1;

q.push(s);

while(!q.empty()){

int u = q.front();

q.pop();

for(int i = head[u]; i != -1; i = edge[i].next){

int v = edge[i].to;

if(!vis[v]){

vis[v] = 1;

q.push(v);

}

}

}

}

```

3.动态规划

动态规划是一种解决问题的思想，通常应用于最优化问题，具有明显的时间和空间优势。在C语言中，常常利用动态规划算法来解决问题。

动态规划的基本思路：将问题简化成若干子问题，通过计算子问题的最优值，推导出大问题的最优值。将已经计算的值存储下来，以减少重复计算。

动态规划的代码实现比较简单。例如，求解斐波那契数列的代码：

```c

int F(int n){

if(n == 0 || n == 1)

return 1;

int f[n + 1];

f[0] = f[1] = 1;

for(int i = 2; i <= n; i++)

f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];

return f[n];

}

```

4.贪心算法

贪心算法是一种选择了当前最大或最小值，使得在当前情况下最优的算法。贪心算法思路简单，易于理解，但是不一定能得到全局最优解，在某些情况下可能会产生错误结果。贪心算法在C语言中也常常用于解决问题。

例如，求解找零钱问题，代码如下：

```c

void change_money(int n){

int d[] = {1, 2, 5, 10, 20, 50, 100};

int cnt[7] = {0};

for(int i = 6; i >= 0; i--){

cnt[i] = n / d[i];

n %= d[i];

}

for(int i = 6; i >= 0; i--){

while(cnt[i]--)

printf("%d ", d[i]);

}

}

```