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趣味场景:有一个体育老师上课突然发飙,让体委把班里其他60名同学从矮到高排成一列,人与人间隔半米,也不知道是不是想玩多米诺骨牌。体委又怕老师发飙,只能照办。
体委再怎么说也是学过排序的人,于是让所有人先随意排成一列,并且告诉他们:第一个人跟第二个人比较,高的站后面,然后第二个再跟第三个人比较,高的站后面,以此类推;当最高的人站在最后面时,向前边的人传话,让第一个人按照同样的方法继续比较,以此类推。直到体委发现所有人都不再移动,才向老师报告排序完成。
先来做一道严奶奶的数据结构习题册中1.16的一道算法题吧,原题如下:
1.16 试写一算法,自大至小依次输出顺序读入的三个整数 X, Y 和 Z 的值。
先傻瓜一下,假设有三个整数分别为1 2 3
,那么我们只需要一个一个比较,把最小的值放到最后面。得到以下结果:2 1 3
,2 3 1
,3 2 1
。我们只需要比较3次,由此得到具体代码如下:
#include <stdio.h> void decending(int x, int y, int z) { int temp; if(x < y) { temp = x; x = y; y = temp; } if(y < z) { temp = y; y = z; z = temp; } if(x < y) { temp = x; x = y; y = temp; } printf("降序后的结果为:%d %d %d", x, y, z); } int main() { int x,y,z; printf("请输入3个整数:"); scanf("%d", &x); scanf("%d", &y); scanf("%d", &z); decending(x, y,z); return 0; } //打印结果略
于是我们就会发现,当比较的数字一多,代码量也是持续增长,效率低下。那么如何简单实现多个数字的降序/升序操作,解放我们的双手呢?
冒泡排序与降序其实实现思路是一样的,区别在于比较操作,改动一下比较符号即可。
先通过一个简单的例子来寻找比较规律
有1 2 3 4
四个数,要求从大到小依次排序,即降序。
从头到尾进行第1次遍历时,需要比较3次,即2 1 3 4
,2 3 1 4
,2 3 4 1
从头到尾进行第2次遍历时,需要比较2次,即3 2 4 1
,3 4 2 1
从头到尾进行第3次遍历时,需要比较1次,即4 3 2 1
到此,降序完成。于是我们可以总结出一个规律,即对n
个数进行降序时,需要从头到尾遍历n-1
次,第i
次遍历需要比较n-i
次,其中,1≤i≤n-i
降序操作具体代码如下:
#include <stdio.h> int main() { int a[5]={1,2,3,4,5}; //数字降序 int i,j; //计数器 int temp; //临时变量 for(i=1; i<=5-1; i++) //遍历n-1次 { for(j=1; j<=5-i; j++) //比较n-i次 { if(a[j-1] < a[j]) //两个数进行比较 { temp = a[j-1]; a[j-1] = a[j]; a[j] = temp; } } } printf("降序后的结果为:"); for(i=0; i<5; i++) printf("%d ", a[i]); return 0; } //打印结果为:5 4 3 2 1
升序操作类似,将比较操作中的<
改为>
即可,具体代码如下:
#include <stdio.h> int main() { int a[5]={5,4,3,2,1}; //数字降序 int i,j; //计数器 int temp; //临时变量 for(i=1; i<=5-1; i++) //遍历n-1次 { for(j=1; j<=5-i; j++) //比较n-i次 { if(a[j-1] > a[j]) //两个数进行比较 { temp = a[j-1]; a[j-1] = a[j]; a[j] = temp; } } } printf("升序后的结果为:"); for(i=0; i<5; i++) printf("%d ", a[i]); return 0; } //打印结果为:1 2 3 4 5
最后回到严奶奶的那道算法题,我们如何利用我们得出的规律对原先的算法进行优化呢?一切尽在不言之中,自己看代码吧。
#include <stdio.h> void decending(int a[]) { int i,j; int temp; for(i=1; i<=3-1; i++) { for(j=1; j<=3-i; j++) { if(a[j-1] < a[j]) { temp = a[j-1]; a[j-1] = a[j]; a[j] = temp; } } } printf("降序后的结果为:"); for(i=0; i<3; i++) printf("%d ", a[i]); } int main() { int a[3]; //声明容量为3的数组 int i; printf("请输入3个整数:"); for(i=0; i<3; i++) scanf("%d", &a[i]); decending(a); //降序操作 return 0; }
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