常用的各种排序算法（C语言实现）

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#include <stdio.h>

#include <time.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <limits.h>

#define SIZE 100
#define MAX 1000

//交换数据
void Swap(int *a, int *b)
{
int temp;
temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}

//冒泡排序
void BubbleSort(int *arr, int size)
{
int i, j;
for(i=0;i<size-1;i++)
for(j=size-1;j>i;j--)
if(arr[j] < arr[j-1])
Swap(&arr[j], &arr[j-1]);
}

//选择排序
void SelectionSort(int *arr, int size)
{
int i, j, min;
//找出从a[i]到a[size-1]的最小元素的位置
for(i=0;i<size-1;i++)
{
min = i;
for(j=i+1;j<size;j++)
if(arr[min] > arr[j])
min = j;
//将a[i]与a[min]的数据交换
Swap(&arr[i], &arr[min]);
}
}

//插入排序
void InsertSort(int *arr, int size)
{
int fOut, loc, temp;
for(fOut=1;fOut<size;fOut++)
if(arr[fOut] < arr[fOut-1])
{
temp = arr[fOut];
loc = fOut;
do
{
arr[loc] = arr[loc-1];
loc--;
}while(loc>0 && arr[loc-1]>temp);
arr[loc] = temp;
}
}

//快速排序
int Partition(int *arr, int first, int last)
{
int i, small, x;
//为了减少最差情况的出现频率而作的一种优化
Swap(&arr[first], &arr[(first+last)/2]);
x = arr[first];
small = first;
for(i=first+1;i<=last;i++)
if(arr[i] < x)
{
small++;
Swap(&arr[small], &arr[i]);
}
Swap(&arr[first], &arr[small]);
return small;
}

void RecQuick(int *arr, int first, int last)
{
int pivotLoc;
if(first < last)
{
pivotLoc = Partition(arr, first, last);
RecQuick(arr, first, pivotLoc-1);
RecQuick(arr, pivotLoc+1, last);
}
}

void QuickSort(int *arr, int size)
{
RecQuick(arr, 0, size-1);
}

//计数排序
void CountSort(int *arr, int size)
{
int temp[MAX] = {0};
int i, j;
for(i=0;i<size;i++)
temp[arr[i]]++;
j = 0;
for(i=0;i<MAX;i++)
{
while(0 != temp[i])
{
arr[j] = i;
temp[i]--;
j++;
}
}
}

//归并排序
void Merge(int *arr, int start, int mid, int end)
{
int temp1[SIZE], temp2[SIZE];
int n1, n2;
int i, j, k;
n1 = mid - start + 1;
n2 = end - mid;
//拷贝前半部分数组
for(i=0;i<n1;i++)
temp1[i] = arr[start + i];
//拷贝后半部分数组
for(i=0;i<n2;i++)
temp2[i] = arr[mid + i + 1];
//把后面的元素设置的很大
temp1[n1] = temp2[n2] = INT_MAX;
i = j = 0;
// 逐个扫描两部分数组然后放到相应的位置去
for(k=start;k<=end;k++)
{
if(temp1[i] <= temp2[j])
{
arr[k] = temp1[i];
i++;
}
else
{
arr[k] = temp2[j];
j++;
}
}
}

void RecMerge(int *arr, int start, int end)
{
int i;
if(start < end)
{
i = (start + end) / 2;
RecMerge(arr, start, i);
RecMerge(arr, i+1, end);
Merge(arr, start, i, end);
}
}

void MergeSort(int *arr, int size)
{
RecMerge(arr, 0, size-1);
}

//堆排序
void Heapify(int *arr, int low, int high)
{
int large;
int temp = arr[low];
large = 2 * low + 1;
while(large <= high)
{
if(large<high && arr[large]<arr[large+1])
large = large + 1;
if(temp > arr[large])
break;
else
{
arr[low] = arr[large];
low = large;
large = 2 * low + 1;
}
}
arr[low] = temp;
}

void BuildHeap(int *arr, int size)
{
int i;
for(i=size/2-1;i>=0;i--)
Heapify(arr, i, size-1);
}

void HeapSort(int *arr, int size)
{
int i; //lastOfOrder
BuildHeap(arr, size);
for(i=size-1;i>=0;i--)
{
Swap(&arr[0], &arr[i]);
Heapify(arr, 0, i-1);
}
}

//希尔排序
void ShellSort(int *arr, int size)
{
int i, j, k, temp;
//i为增量
for(i=size/2;i>0;i/=2)
{
for(j=i;j<size;j+=i)
{
temp = arr[j];
k = j;
while(k-i>=0 && temp<arr[k-i])
{
arr[k] = arr[k-i];
k -= i;
}
arr[k] = temp;
}
}
}

//输出数组里的数据
void Print(int *arr, int size)
{
int i;
for(i=0;i<size;i++)
{
printf("%6d ", arr[i]);
if(0 == (i+1) % 10)
printf("\n");
}
printf("\n");
}

//主函数
//先随机选择100个整型数据放入数组中，并输出
//然后将其从小到大排序，并输出
int main()
{
int arr[SIZE], i;
printf("The array is:\n");
srand((unsigned)time(0));
for(i=0;i<SIZE;i++)
arr[i] = rand() % MAX;
Print(arr, SIZE);

//请选择其中一个排序算法，以运行该程序
BubbleSort(arr, SIZE);
// SelectionSort(arr, SIZE);
// CountSort(arr, SIZE);
// InsertSort(arr, SIZE);
// SelectionSort(arr, SIZE);
// QuickSort(arr, SIZE);
// MergeSort(arr, SIZE);
// HeapSort(arr, SIZE);
// ShellSort(arr, SIZE);

printf("After sorting, the array is:\n");
Print(arr, SIZE);
return 0;
}