1、快速排序：
#include "date.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
// 函数声明
void quickSort(int *arr, int low, int high);
void swap(int *xp, int *yp);
void printArray(int *arr, int size);
int partition(int *arr, int low, int high);
int main() {
int times = getTime();
int n, i;
printf("请输入数字n: ");
scanf("%d", &n);
// 动态分配数组
int *arr = (int *)malloc(n * sizeof(int));
if (arr == NULL) {
printf("内存分配失败！\n");
return 1;
}
// 初始化随机数生成器
srand(time(NULL));
// 生成随机数并存储到数组中
for (i = 0; i < n; i++) {
arr[i] = rand() % 100; // 生成0到99之间的随机数
}
// 打印原始数组
printf("原始数组: ");
printArray(arr, n);
// 对数组进行快速排序
quickSort(arr, 0, n - 1);
// 打印排序后的数组
printf("排序后的数组: ");
printArray(arr, n);
// 释放内存
free(arr);
return 0;
}
// 快速排序函数
void quickSort(int *arr, int low, int high) {
if (low < high) {
// pi是分区索引，arr[pi]现在位于正确的位置
int pi = partition(arr, low, high);
// 分别对分区前后的子数组进行快速排序
quickSort(arr, low, pi - 1);
quickSort(arr, pi + 1, high);
}
}
// 分区函数
int partition(int *arr, int low, int high) {
int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准
int i = (low - 1); // 较小元素的索引
for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
// 如果当前元素小于或等于基准
if (arr[j] <= pivot) {
i++; // 增加较小元素的索引
swap(&arr[i], &arr[j]);
}
}
swap(&arr[i + 1], &arr[high]);
return (i + 1);
}
// 交换两个整数的值
void swap(int *xp, int *yp) {
int temp = *xp;
*xp = *yp;
*yp = temp;
}
// 打印数组函数
void printArray(int *arr, int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}运行结果如下：
2、归并排序：
#include "date.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
// 归并排序的辅助函数
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; // 初始索引第一个子数组
j = 0; // 初始索引第二个子数组
k = l; // 初始索引合并的子数组
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++;
}
}
// 归并排序函数
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);
}
}
// 生成随机数并动态添加到数组中
int* generateRandomArray(int n) {
int *arr = (int*)malloc(n * sizeof(int)); // 动态分配内存
if (!arr) {
fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
srand(time(NULL)); // 初始化随机数种子
for (int i = 0; i < n; i++) {
arr[i] = rand() % 100; // 生成0到99之间的随机数
}
return arr;
}
// 主函数
int main() {
int times = getTime();
int n;
printf("Enter the number of elements: ");
scanf("%d", &n);
int *arr = generateRandomArray(n);
printf("Original array: \n");
for (int i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
mergeSort(arr, 0, n - 1);
printf("Sorted array: \n");
for (int i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
free(arr); // 释放动态分配的内存
return 0;
}运行结果如下：
3、堆排序：
#include "date.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
// 堆调整函数，用于构建最大堆
void heapify(int arr[], int n, int i) {
int largest = i; // 初始化最大值为根
int left = 2 * i + 1; // 左子节点
int right = 2 * i + 2; // 右子节点
// 如果左子节点大于根
if (left < n && arr[left] > arr[largest])
largest = left;
// 如果右子节点大于当前最大
if (right < n && arr[right] > arr[largest])
largest = right;
// 如果最大值不是根
if (largest != i) {
int swap = arr[i];
arr[i] = arr[largest];
arr[largest] = swap;
// 递归地调整受影响的子树
heapify(arr, n, largest);
}
}
// 堆排序函数
void heapSort(int arr[], int n) {
// 构建最大堆
for (int i = n / 2 - 1; i >= 0; i--)
heapify(arr, n, i);
// 一个个从堆顶取出元素
for (int i = n - 1; i > 0; i--) {
// 移动当前根到末尾
int temp = arr[0];
arr[0] = arr[i];
arr[i] = temp;
// 调用最大堆调整函数
heapify(arr, i, 0);
}
}
// 生成随机数并动态添加到数组中
int* generateRandomArray(int n) {
int *arr = (int*)malloc(n * sizeof(int)); // 动态分配内存
if (!arr) {
fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
srand(time(NULL)); // 初始化随机数种子
for (int i = 0; i < n; i++) {
arr[i] = rand() % 100; // 生成0到99之间的随机数
}
return arr;
}
int main() {
int times = getTime();
int n;
printf("Enter the number of elements: ");
scanf("%d", &n);
int *arr = generateRandomArray(n);
printf("Original array: \n");
for (int i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
heapSort(arr, n);
printf("Sorted array: \n");
for (int i = 0; i < n; i++)
printf("%d ", arr[i]);
printf("\n");
free(arr); // 释放动态分配的内存
return 0;
}运行结果如下：
