C语言算法问答集：探索排序和搜索算法

php中文网 2024-10-15 12:10:27

排序和搜索算法在 c 语言编程中至关重要，常见排序算法包括冒泡排序、快速排序和归并排序，而常见搜索算法包括线性搜索和二分搜索，这些算法可用于解决各种数据处理任务，如排序学生成绩、查找字典中的单词和查找成绩排名。

C 语言算法问答集：探索排序和搜索算法

在计算机编程中，算法在解决问题和执行任务方面起着至关重要的作用。其中，排序和搜索算法对于处理大量数据非常有用。本文将探讨 C 语言中的常用排序和搜索算法，并提供实际用例以加深理解。

排序算法

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排序算法根据给定条件将元素排列成特定顺序。常见的排序算法包括：

冒泡排序：不断比较相邻元素并交换顺序直至排序完成。

void bubble_sort(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]) {
      int temp = arr[j];
      arr[j] = arr[j + 1];
      arr[j + 1] = temp;
    }
  }
}
}

快速排序：使用分治法将数组分成较小部分，然后递归排序这些部分。

int partition(int arr[], int low, int high) {
int pivot = arr[high];
int i = (low - 1);
for (int j = low; j < high; j++) {
  if (arr[j] < pivot) {
    i++;
    int temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
  }
}
int temp = arr[i + 1];
arr[i + 1] = arr[high];
arr[high] = temp;
return (i + 1);
}
void quick_sort(int arr[], int low, int high) {
if (low < high) {
  int pi = partition(arr, low, high);
  quick_sort(arr, low, pi - 1);
  quick_sort(arr, pi + 1, high);
}
}

归并排序：将数组分成两半，递归排序每一半，然后合并排好序的结果。

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

搜索算法

搜索算法用于在数据结构中查找特定的元素。常见的搜索算法包括：

线性搜索：从头到尾逐个比较元素。

int linear_search(int arr[], int n, int x) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
  if (arr[i] == x)
    return i;
}
return -1;
}

二分搜索：将排序后的数组分成两半，递归查找指定元素。

int binary_search(int arr[], int low, int high, int x) {
if (low <= high) {
  int mid = (low + high) / 2;
  if (arr[mid] == x)
    return mid;
  else if (arr[mid] < x)
    return binary_search(arr, mid + 1, high, x);
  else
    return binary_search(arr, low, mid - 1, x);
}
return -1;
}

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