c语言中如何对数组进行排序

C语言中如何对数组进行排序：使用选择排序、插入排序、冒泡排序、快速排序、归并排序等方法。快速排序是其中效率较高的一种，它的时间复杂度为O(n log n)，适用于大多数情况。

快速排序详解

快速排序是一种分治算法，通过选择一个“基准”元素，将数组分成两部分，其中一部分的元素都比基准小，另一部分的元素都比基准大。然后对这两部分分别进行递归排序。快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)，但在最坏情况下（如数组已经有序）时间复杂度为O(n^2)。通过随机化基准元素或三数取中法，可以减小出现最坏情况的概率。

一、选择排序

选择排序是一种简单直观的排序算法。它的基本思想是：首先找到数组中最小的元素，然后将它与数组第一个元素交换位置；接着在剩下的元素中找到最小的元素，将它与数组第二个元素交换位置，如此进行下去，直到整个数组有序。

选择排序的实现

#include <stdio.h>
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;
        int temp = arr[min_idx];
        arr[min_idx] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}
int main() {
    int arr[] = {64, 25, 12, 22, 11};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    selectionSort(arr, n);
    printf("Sorted array: n");
    for (int i=0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("n");
    return 0;
}

二、插入排序

插入排序的基本思想是：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。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到O(1)的额外空间），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后挪位，为最新元素提供插入空间。

插入排序的实现

#include <stdio.h>
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;
    }
}
int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    insertionSort(arr, n);
    printf("Sorted array: n");
    for (int i=0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("n");
    return 0;
}

三、冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，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。走访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。

冒泡排序的实现

#include <stdio.h>
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]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
}
int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    bubbleSort(arr, n);
    printf("Sorted array: n");
    for (int i=0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("n");
    return 0;
}

四、快速排序

快速排序是由东尼·霍尔提出的一种排序算法。它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

快速排序的实现

#include <stdio.h>
void swap(int* a, int* b) {
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}
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);
    }
}
int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    quickSort(arr, 0, n-1);
    printf("Sorted array: n");
    for (int i=0; i < n; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("n");
    return 0;
}

五、归并排序

归并排序是一种分治算法。其基本思想是将数组分成两个子数组，分别对这两个子数组进行排序，然后将排序好的子数组合并成一个有序的数组。归并排序的时间复杂度为O(n log n)，且稳定。

归并排序的实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
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);
    }
}
int main() {
    int arr[] = {12, 11, 13, 5, 6, 7};
    int arr_size = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    printf("Given array is n");
    for (int i=0; i < arr_size; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("n");
    mergeSort(arr, 0, arr_size - 1);
    printf("nSorted array is n");
    for (int i=0; i < arr_size; i++)
        printf("%d ", arr[i]);
    printf("n");
    return 0;
}

六、桶排序

桶排序是将数组元素分到有限数量的桶中，然后对每个桶内的元素分别进行排序，最后将各个桶中的元素合并得到有序数组的一种排序算法。桶排序的平均时间复杂度为O(n+k)，适用于均匀分布的数组。

桶排序的实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
void bucketSort(float arr[], int n) {
    int i, j;
    int bucketCount = 10;
    int bucket[10][10];
    int bucketSize[10] = {0};
    for (i = 0; i < n; i++) {
        int bi = bucketCount * arr[i];
        bucket[bi][bucketSize[bi]++] = arr[i];
    }
    for (i = 0; i < bucketCount; i++) {
        for (j = 0; j < bucketSize[i]; j++) {
            for (int k = 0; k < bucketSize[i] - j - 1; k++) {
                if (bucket[i][k] > bucket[i][k + 1]) {
                    float temp = bucket[i][k];
                    bucket[i][k] = bucket[i][k + 1];
                    bucket[i][k + 1] = temp;
                }
            }
        }
    }
    int index = 0;
    for (i = 0; i < bucketCount; i++) {
        for (j = 0; j < bucketSize[i]; j++) {
            arr[index++] = bucket[i][j];
        }
    }
}
int main() {
    float arr[] = {0.897, 0.565, 0.656, 0.1234, 0.665, 0.3434};
    int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    bucketSort(arr, n);
    printf("Sorted array is n");
    for (int i=0; i<n; i++)
        printf("%f ", arr[i]);
    printf("n");
    return 0;
}

七、总结

对数组进行排序是C语言编程中的常见需求，不同的排序算法适用于不同的场景。快速排序是一种常用且高效的排序算法，但在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的排序算法。对于简单的场景，可以选择选择排序、插入排序或冒泡排序；对于复杂度要求较高的场景，可以选择快速排序、归并排序或桶排序。当进行项目管理系统开发时，可以使用研发项目管理系统PingCode或通用项目管理软件Worktile来提高项目管理的效率。