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在實際開發(fā)中,有很多場景需要我們將數(shù)組元素按照從大到。ɑ蛘邚男〉酱螅┑捻樞蚺帕,這樣在查閱數(shù)據(jù)時會更加直觀,例如:
對數(shù)組元素進行排序的方法有很多種,比如冒泡排序、歸并排序、選擇排序、插入排序、快速排序等,其中最經(jīng)典最需要掌握的是「冒泡排序」。
以從小到大排序為例,冒泡排序的整體思想是這樣的:
整個排序過程就好像氣泡不斷從水里冒出來,最大的先出來,次大的第二出來,最小的最后出來,所以將這種排序方式稱為冒泡排序(Bubble Sort)。
下面我們以“3 2 4 1”為例對冒泡排序進行說明。
第一輪 排序過程
3 2 4 1 (最初)
2 3 4 2 (比較3和2,交換)
2 3 4 1 (比較3和4,不交換)
2 3 1 4 (比較4和1,交換)
第一輪結(jié)束,最大的數(shù)字 4 已經(jīng)在最后面,因此第二輪排序只需要對前面三個數(shù)進行比較。
第二輪 排序過程
2 3 1 4 (第一輪排序結(jié)果)
2 3 1 4 (比較2和3,不交換)
2 1 3 4 (比較3和1,交換)
第二輪結(jié)束,次大的數(shù)字 3 已經(jīng)排在倒數(shù)第二個位置,所以第三輪只需要比較前兩個元素。
第三輪 排序過程
2 1 3 4 (第二輪排序結(jié)果)
1 2 3 4 (比較2和1,交換)
至此,排序結(jié)束。
對擁有 n 個元素的數(shù)組 R
進行 n-1 輪比較。
第一輪,逐個比較 (R[1], R[2]), (R[2], R[3]), (R[3], R[4]), ……. (R[N-1], R[N]),最大的元素被移動到 R
上。
第二輪,逐個比較 (R[1], R[2]), (R[2], R[3]), (R[3], R[4]), ……. (R[N-2], R[N-1]),次大的元素被移動到 R[n-1] 上。
。。。。。。
以此類推,直到整個數(shù)組從小到大排序。
具體的代碼實現(xiàn)如下所示:
#include <stdio.h> int main(){ int nums[10] = {4, 5, 2, 10, 7, 1, 8, 3, 6, 9}; int i, j, temp; //冒泡排序算法:進行 n-1 輪比較 for(i=0; i<10-1; i++){ //每一輪比較前 n-1-i 個,也就是說,已經(jīng)排序好的最后 i 個不用比較 for(j=0; j<10-1-i; j++){ if(nums[j] > nums[j+1]){ temp = nums[j]; nums[j] = nums[j+1]; nums[j+1] = temp; } } } //輸出排序后的數(shù)組 for(i=0; i<10; i++){ printf("%d ", nums[i]); } printf("\n"); return 0; }
運行結(jié)果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
上面的算法是大部分教材中提供的算法,其中有一點是可以優(yōu)化的:當比較到第 i 輪的時候,如果剩下的元素已經(jīng)排序好了,那么就不用再繼續(xù)比較了,跳出循環(huán)即可,這樣就減少了比較的次數(shù),提高了執(zhí)行效率。
未經(jīng)優(yōu)化的算法一定會進行 n-1 輪比較,經(jīng)過優(yōu)化的算法最多進行 n-1 輪比較,高下立判。
優(yōu)化后的算法實現(xiàn)如下所示:
#include <stdio.h> int main(){ int nums[10] = {4, 5, 2, 10, 7, 1, 8, 3, 6, 9}; int i, j, temp, isSorted; //優(yōu)化算法:最多進行 n-1 輪比較 for(i=0; i<10-1; i++){ isSorted = 1; //假設(shè)剩下的元素已經(jīng)排序好了 for(j=0; j<10-1-i; j++){ if(nums[j] > nums[j+1]){ temp = nums[j]; nums[j] = nums[j+1]; nums[j+1] = temp; isSorted = 0; //一旦需要交換數(shù)組元素,就說明剩下的元素沒有排序好 } } if(isSorted) break; //如果沒有發(fā)生交換,說明剩下的元素已經(jīng)排序好了 } for(i=0; i<10; i++){ printf("%d ", nums[i]); } printf("\n"); return 0; }
我們額外設(shè)置了一個變量 isSorted,用它作為標志,值為“真”表示剩下的元素已經(jīng)排序好了,值為“假”表示剩下的元素還未排序好。
每一輪比較之前,我們預(yù)先假設(shè)剩下的元素已經(jīng)排序好了,并將 isSorted 設(shè)置為“真”,一旦在比較過程中需要交換元素,就說明假設(shè)是錯的,剩下的元素沒有排序好,于是將 isSorted 的值更改為“假”。
每一輪循環(huán)結(jié)束后,通過檢測 isSorted 的值就知道剩下的元素是否排序好。
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