【数据结构-C语言】快速排序,希尔排序_快速排序和希尔排序

1、快速排序、

快排是一种递归思想的排序算法，先比较其他的排序算法，它需要更多内存空间，但快排的语句频度是最低的，理论上时间效率是最高的。

快速排序的基本思路是：在待排序序列中随便选取一个数据，作为所谓“支点”，然后所有其他的数据与之比较，以从小到大排序为例，那么比支点小的统统放在其左边，比支点大的统统放在其右边，全部比完之后，支点将位与两个序列的中间，这叫做一次划分（partition）。

一次划分之后，序列内部也许是无序的，但是序列与支点三者之间，形成了一种基本的有序状态，接下去使用相同的思路，递归地对左右两边的子序列进行排序，直到子序列的长度小于等于1为止。

2、快速排序核心思想

while循环进行初次排序，第一个元素为0，第二个元素为len-1；嵌套两次while判断，根据自身需要的排序顺序，一次从右往左边比较（i++），一次从左向右比较（j--），逆序交换；返回中间的下标pivot；

使用递归思路

//从第一个元素到中间元素再次排序，数组长度为pivot
quickSort(data, pivot);   
 
//从pivot下一个元素到最后一个元素，数组长度为len - pivot - 1
quickSort(data + pivot + 1, len - pivot - 1);

3、快速排序实现代码

void swap(int* a, int* b)
{
    int tmp;
    tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}
 
int partition(int *data, int len)
{
    if (len <= 1)
        return 0;
 
    int i = 0;
    int j = len - 1;
    while (i < j)
    {
        // 从右向左比较，顺序j--，逆序交换
        while (data[i] <= data[j] && i < j)
        {
            j--;
        }
        swap(&data[i], &data[j]);
 
        // 从左向右比较，顺序i++，逆序交换
        while (data[i] <= data[j] && i < j)
        {
            i++;
        }
        swap(&data[i], &data[j]);
    }
 
    return i;
}
 
void quickSort(int *data, int len)
{
    if (len <= 1)
        return;
 
    int pivot = partition(data, len);
 
    quickSort(data, pivot);
    quickSort(data + pivot + 1, len - pivot - 1);
}

4、希尔排序

希尔排序是一种改进版的插入排序，普通的插入排序算法中，是从第2个节点开始，依次插入到有序序列中，这种做法虽然“一次成形”，但研究发现时间效率上这么做并不划算，更“划算”的做法是这样的：

不严格一个个插入使之有序，而是拉开插入节点的距离，让它们逐步有序

5、希尔排序核心思想

选择排序的进阶排序算法

每次循环的间距为数组的一半，求出节点个数，间距为delta

第一次循环从delta开始遍历（遍历的第三个条件i+=delta），建立临时嵌套循环从i-delta开始（遍历的第三个条件为j-=delta），根据自身需要的顺序进行判断，满足则退出，不满足则进行交换

//           起点     节点个数    间距
insert_sort(data + i, len / delta, delta);

6、希尔排序实现代码

void insert_sort(int data[], int len, int delta)
{
    if (len <= 1)
        return;
 
    for (int i = delta; i < len * delta; i += delta)
    {
        int j, tmp = data[i];
        for (j = i - delta; j >= 0; j -= delta)
        {
            if (data[j] < tmp)
                break;
 
            data[j + delta] = data[j];
        }
 
        data[j + delta] = tmp;    //退出循环的时候j减去了delta
    }
}
 
void shell_sort(int data[], int len)
{
    if (len <= 1)
        return;
 
    for (int delta = len / 2; delta > 0; delta /= 2)
    {
        for (int i = 0; i < delta; ++i)
        {
            //           起点     节点个数    间距
            insert_sort(data + i, len / delta, delta);
        }
    }
}