[教程]掌握C语言整列函数，轻松实现数据高效排序技巧

排序是编程中常见且重要的操作，尤其在处理大量数据时。C语言提供了多种排序算法的实现，这些算法可以根据不同的需求进行选择和优化。本文将详细介绍C语言中常用的整列函数，帮助读者轻松实现数据的高效排序。1....

排序是编程中常见且重要的操作，尤其在处理大量数据时。C语言提供了多种排序算法的实现，这些算法可以根据不同的需求进行选择和优化。本文将详细介绍C语言中常用的整列函数，帮助读者轻松实现数据的高效排序。

1. 常见的排序算法

在C语言中，常见的排序算法包括：

• 冒泡排序（Bubble Sort）
• 选择排序（Selection Sort）
• 插入排序（Insertion Sort）
• 快速排序（Quick Sort）
• 归并排序（Merge Sort）
• 堆排序（Heap Sort）
• 希尔排序（Shell Sort）

每种排序算法都有其特点和适用场景，下面将分别介绍这些算法的实现。

2. 冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法，其基本思想是通过重复遍历要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复地进行，直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。

void bubbleSort(int arr[], int n) { int i, j, temp; for (i = 0; i < n-1; i++) { for (j = 0; j < n-i-1; j++) { if (arr[j] > arr[j+1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j+1]; arr[j+1] = temp; } } }
}

3. 选择排序

选择排序的工作原理是：首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

void selectionSort(int arr[], int n) { int i, j, min_idx; for (i = 0; i < n-1; i++) { min_idx = i; for (j = i+1; j < n; j++) { if (arr[j] < arr[min_idx]) { min_idx = j; } } swap(&arr[min_idx], &arr[i]); }
}
void swap(int *a, int *b) { int t = *a; *a = *b; *b = t;
}

4. 插入排序

插入排序是一种简单直观的排序算法，它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

void insertionSort(int arr[], int n) { int i, key, j; for (i = 1; i < n; i++) { key = arr[i]; j = i - 1; while (j >= 0 && arr[j] > key) { arr[j+1] = arr[j]; j = j - 1; } arr[j+1] = key; }
}

5. 快速排序

快速排序是一种分而治之的排序算法，其基本思想是：通过一个基准值将数组分为两个子数组，左边的所有元素都比基准值小，右边的所有元素都比基准值大，然后递归地对这两个子数组进行快速排序。

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);
}
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); }
}

6. 归并排序

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列。

void merge(int arr[], int l, int m, int r) { int i, j, k; int n1 = m - l + 1; int n2 = r - m; int L[n1], R[n2]; for (i = 0; i < n1; i++) L[i] = arr[l + i]; for (j = 0; j < n2; j++) R[j] = arr[m + 1 + j]; i = 0; j = 0; k = l; while (i < n1 && j < n2) { if (L[i] <= R[j]) { arr[k] = L[i]; i++; } else { arr[k] = R[j]; j++; } k++; } while (i < n1) { arr[k] = L[i]; i++; k++; } while (j < n2) { arr[k] = R[j]; j++; k++; }
}
void mergeSort(int arr[], int l, int r) { if (l < r) { int m = l + (r - l) / 2; mergeSort(arr, l, m); mergeSort(arr, m + 1, r); merge(arr, l, m, r); }
}

7. 堆排序

堆排序是一种利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子节点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。

void heapify(int arr[], int n, int i) { int largest = i; int l = 2 * i + 1; int r = 2 * i + 2; if (l < n && arr[l] > arr[largest]) largest = l; if (r < n && arr[r] > arr[largest]) largest = r; if (largest != i) { swap(&arr[i], &arr[largest]); heapify(arr, n, largest); }
}
void heapSort(int arr[], int n) { for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) heapify(arr, n, i); for (int i = n - 1; i > 0; i--) { swap(&arr[0], &arr[i]); heapify(arr, i, 0); }
}

8. 希尔排序

希尔排序是插入排序的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。算法的思路是：先将整个待排序序列分为若干子序列，分别进行插入排序，然后再将整个序列进行一次插入排序。

void shellSort(int arr[], int n) { for (int gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) { for (int i = gap; i < n; i += 1) { int temp = arr[i]; int j; for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) arr[j] = arr[j - gap]; arr[j] = temp; } }
}

9. 总结

通过以上对C语言中常见排序算法的介绍，我们可以看到，每种排序算法都有其独特的实现方式和适用场景。在实际应用中，应根据数据的特性和需求选择合适的排序算法，以达到最佳的性能。

排序算法是实现高效数据处理的基础，希望本文能够帮助读者掌握C语言中的整列函数，轻松实现数据的高效排序。