c语言对数组进行排序

Introduction：

C 语言是一种通用的编程语言，广泛应用于计算机科学和工程领域。其中数组是其中最基本的数据结构之一。排序是计算机科学中最重要也最常见的算法之一。因此，对数组进行排序是 C 语言编程的基础技能，也是面试时常被问到的问题。

本文将介绍几种常见的 C 语言排序算法，并分析它们的优点和缺点。

一、冒泡排序算法

冒泡排序算法是最基础也是最简单的排序算法之一。其原理是比较相邻元素的大小，并根据大小交换它们的位置。

冒泡排序的时间复杂度是 O(n^2)，其缺点是效率低，不能处理海量数据。优点是实现简单，代码量小。代码示例如下：

void bubbleSort(int arr[], int n)

{

int i, j;

for (i = 0; i < n-1; i++)

for (j = 0; j < n-i-1; j++)

if (arr[j] > arr[j+1])

swap(&arr[j], &arr[j+1]);

}

二、快速排序算法

快速排序算法是一种比冒泡排序更高效的排序算法。其原理是基于分治法，将数组分成两个子数组，然后递归地对子数组进行排序。

快速排序算法的平均时间复杂度是 O(nlogn)，但在最坏情况下会退化到 O(n^2)。优点是效率高，能够处理大量数据。缺点是实现复杂，需要递归调用。代码示例如下：

void quickSort(int arr[], int low, int high)

{

if (low < high)

{

int pi = partition(arr, low, high);

quickSort(arr, low, pi - 1);

quickSort(arr, pi + 1, high);

}

}

int partition (int arr[], int low, int high)

{

int pivot = arr[high];

int i = (low - 1);

for (int j = low; j <= high- 1; j++)

{

if (arr[j] <= pivot)

{

i++;

swap(&arr[i], &arr[j]);

}

}

swap(&arr[i + 1], &arr[high]);

return (i + 1);

}

三、归并排序算法

归并排序算法是一种基于分治法的排序算法。其原理是将数组分成两个子数组，递归地对子数组进行排序，然后再将已排序的子数组合并成一个有序数组。

归并排序算法的时间复杂度是 O(nlogn)，与快速排序类似，也能够处理大量数据。由于不会退化，其优点是稳定。缺点是实现较为复杂。代码示例如下：

void merge(int arr[], int l, int m, int r)

{

int i, j, k;

int n1 = m - l + 1;

int n2 = r - m;

/* create temp arrays */

int L[n1], R[n2];

/* Copy data to temp arrays L[] and R[] */

for (i = 0; i < n1; i++)

L[i] = arr[l + i];

for (j = 0; j < n2; j++)

R[j] = arr[m + 1+ j];

/* Merge the temp arrays back into arr[l..r]*/

i = 0; // Initial index of first subarray

j = 0; // Initial index of second subarray

k = l; // Initial index of merged subarray

while (i < n1 && j < n2)

{

if (L[i] <= R[j])

{

arr[k] = L[i];

i++;

}

else

{

arr[k] = R[j];

j++;

}

k++;

}

/* Copy the remaining elements of L[], if there

are any */

while (i < n1)

{

arr[k] = L[i];

i++;

k++;

}

/* Copy the remaining elements of R[], if there

are any */

while (j < n2)

{

arr[k] = R[j];

j++;

k++;

}

}

/* l is for left index and r is right index of the

sub-array of arr to be sorted */

void mergeSort(int arr[], int l, int r)

{

if (l < r)

{

// Same as (l+r)/2, but avoids overflow for

// large l and h

int m = l+(r-l)/2;

// Sort first and second halves

mergeSort(arr, l, m);

mergeSort(arr, m+1, r);

merge(arr, l, m, r);

}

}

四、总结

总的来说，C 语言提供了多种排序算法，程序员可以根据具体的需求选择最适合的算法。在实际应用中，需要对算法的效率、稳定性、复杂度等多个因素进行权衡和考虑。同时，对于大规模数据的排序，可以采用并行计算、分布式计算等技术来提高效率。