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C语言中快速排序和二分查找算法实例

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简介:
本文章提供了C语言实现的快速排序与二分查找算法的具体实例,帮助读者理解并掌握这两种高效的算法在实际编程中的应用。 C语言快速排序与二分查找算法是计算机科学中的两个重要工具,在实际应用中有广泛的应用。本段落将详细介绍这两种算法在C语言中的实现方法,并提供一个完整的示例代码。 一、快速排序算法 快速排序是一种采用“分治法”的高效排序算法,其核心思想是在数组中选择一个基准元素(pivot),然后通过一趟排序将该数组分为两部分:一部分包含所有小于基准值的元素,另一部分包含所有大于基准值的元素。接着对这两部分递归地进行同样的快速排序操作直到整个序列有序。 在C语言中的实现可以通过以下代码片段来展示: ```c void quicksort(int a[], int low, int high) { if (low < high) { int pivot = partition(a, low, high); quicksort(a, low, pivot - 1); quicksort(a, pivot + 1, high); } } int partition(int a[], int low, int high) { int pivot = a[high]; // Choosing the last element as pivot int i = (low - 1); for (int j = low; j <= high- 1; j++) { if (a[j] < pivot) { i++; swap(&a[i], &a[j]); } } swap(&a[i + 1], &a[high]); return (i + 1); } void swap(int* a, int* b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } ``` 二、二分查找算法 二分搜索是一种高效的查找方法,适用于已排序的数组。它的基本思想是每次将当前区间的一半排除掉,从而逐步缩小目标值的位置范围。 在C语言中的实现如下: ```c int binary_search(int arr[], int x, int low, int high) { while (low <= high) { int mid = low + (high - low) / 2; if (arr[mid] == x) return mid; else if(arr[mid] < x) low = mid + 1; else high = mid - 1; } // Element not found in the array return -1; } ``` 三、示例代码 下面是一个完整的C语言程序,该程序展示如何使用快速排序和二分查找算法: ```c #include #include void quicksort(int arr[], int low, int high); int binary_search(int arr[], int x, int low, int high); int main() { const int size = 10; srand(time(NULL)); // Initialize random seed for (int i=0; i

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客服
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  • C
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    本文章提供了C语言实现的快速排序与二分查找算法的具体实例,帮助读者理解并掌握这两种高效的算法在实际编程中的应用。 C语言快速排序与二分查找算法是计算机科学中的两个重要工具,在实际应用中有广泛的应用。本段落将详细介绍这两种算法在C语言中的实现方法,并提供一个完整的示例代码。 一、快速排序算法 快速排序是一种采用“分治法”的高效排序算法,其核心思想是在数组中选择一个基准元素(pivot),然后通过一趟排序将该数组分为两部分:一部分包含所有小于基准值的元素,另一部分包含所有大于基准值的元素。接着对这两部分递归地进行同样的快速排序操作直到整个序列有序。 在C语言中的实现可以通过以下代码片段来展示: ```c void quicksort(int a[], int low, int high) { if (low < high) { int pivot = partition(a, low, high); quicksort(a, low, pivot - 1); quicksort(a, pivot + 1, high); } } int partition(int a[], int low, int high) { int pivot = a[high]; // Choosing the last element as pivot int i = (low - 1); for (int j = low; j <= high- 1; j++) { if (a[j] < pivot) { i++; swap(&a[i], &a[j]); } } swap(&a[i + 1], &a[high]); return (i + 1); } void swap(int* a, int* b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } ``` 二、二分查找算法 二分搜索是一种高效的查找方法,适用于已排序的数组。它的基本思想是每次将当前区间的一半排除掉,从而逐步缩小目标值的位置范围。 在C语言中的实现如下: ```c int binary_search(int arr[], int x, int low, int high) { while (low <= high) { int mid = low + (high - low) / 2; if (arr[mid] == x) return mid; else if(arr[mid] < x) low = mid + 1; else high = mid - 1; } // Element not found in the array return -1; } ``` 三、示例代码 下面是一个完整的C语言程序,该程序展示如何使用快速排序和二分查找算法: ```c #include #include void quicksort(int arr[], int low, int high); int binary_search(int arr[], int x, int low, int high); int main() { const int size = 10; srand(time(NULL)); // Initialize random seed for (int i=0; i
  • C
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    本文介绍如何在C语言中实现快速排序算法,并探讨其高效性和简洁性。通过实例代码帮助读者理解快速排序的工作原理和操作步骤。 这段文字是之前学习快速排序时编写的代码,其中包括生成随机数的代码,仅供参考。
  • C Quicksort
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    本篇教程详细介绍了如何用C语言实现快速排序算法(Quicksort),通过代码示例和解释帮助读者理解其高效的工作原理。 快速排序是一种由东尼·霍尔发明的排序算法,在平均情况下需要Ο(n log n)次比较来对n个项目进行排序。在最坏的情况下,则可能需要Ο(n2)次比较,不过这种情况相对少见。通常来说,快速排序比其他Ο(n log n) 算法更快,因为它内部循环可以在大多数架构上高效地实现。 该算法使用分治策略将一个列表分成两个子列表:首先从序列中选取一个元素作为“基准”,然后重新排列整个序列,使得所有小于或等于基准的元素被放置在基准左侧,而所有大于基准的元素则位于右侧。这一过程称为分区操作,在此过程中,“基准”会移动到它最终的位置。 接下来进行递归排序:对小于和大于基准值的所有子列表分别重复上述步骤。当一个序列大小为零或一时(即已经有序),递归结束,因为此时不再需要进一步的处理。每次迭代至少有一个元素被放置在了其正确位置上,因此算法最终会停止运行。
  • C
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    本文章介绍了如何使用C语言实现高效的快速排序算法,并详细讲解了其工作原理和代码实现过程。 本段落详细介绍了用C语言实现快速排序算法的方法,可供参考。对此感兴趣的读者可以查阅相关资料进一步了解。
  • C的程设计
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    本文章介绍如何在C语言环境中编写高效简洁的二分查找算法,详细阐述了该算法的基本原理、代码实现及其应用场景。 设计内容《二分查找算法》 1. 将二分查找元素的算法分为三个部分:输入元素、查找元素以及进行判断。 2. 如果要查找的元素在原始数组中找不到,可以判定是否重新输入并继续查找;可以选择拒绝操作。 3. 输入原始数据时使用升序排列。采用切割的方法进行搜索,在每次迭代中不断缩小范围直到找到目标元素或确定不存在为止,并输出该元素的位置下标。
  • C冒泡的应用示
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    本篇文章通过具体的代码实例讲解了在C语言编程环境中如何实现和应用冒泡排序和快速排序两种经典排序算法,帮助读者深入理解它们的工作原理及应用场景。 冒泡排序法题目描述:使用一维数组存储学号和成绩,并按成绩进行排序输出。 输入: 第一行包括一个整数N(1≤N≤100),表示学生的个数。 接下来的N行每行包含两个整数p和q,分别代表每个学生的学号和成绩。 输出: 按照学生的成绩从小到大顺序排列后,将排序后的学生信息打印出来。如果多个学生的成绩相同,则根据他们的学号大小进行排序(从低到高)。 样例输入: 3 1 90 2 87 3 92 样例输出: 2 87 1 90 3 92
  • Java
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    本简介探讨了如何使用Java编程语言来实现高效的快速排序算法。通过递归方法将数组分区,并对分区进行排序,最终实现整个数组的有序排列。此文章适合学习数据结构与算法的学生及开发人员参考。 Java实现的快速排序算法是一种高效的排序方法,它采用分治策略来把一个序列分为较小和较大的两个子序列,然后递归地排序两个子序列。 以下是使用Java语言编写的一个简单的快速排序例子: ```java public class QuickSort { public static void main(String[] args) { int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; sort(arr); System.out.println(Sorted array :); printArray(arr); } // 快速排序方法 public static void sort(int arr[]) { quickSort(arr, 0 ,arr.length - 1); } private static void quickSort(int[] arr, int low, int high) { if (low < high) { /* pi 是分区后的基准元素的索引 */ int pi = partition(arr, low, high); // 分别对基准元素左右两边进行快速排序 quickSort(arr , low , pi - 1); quickSort(arr , pi + 1, high); } } private static int partition(int[] arr, int low, int high) { int pivot = arr[high]; // 基准元素为数组最后一个元素 int i = (low - 1); // 小于基准的索引 for (int j = low; j < high; j++) { if (arr[j] <= pivot) { i++; // 交换 arr[i] 和 arr[j] swap(arr, i, j); } } // 最后,将基准元素与大于它的第一个元素进行交换 swap(arr , i + 1 , high); return i+1; } private static void swap(int[] array, int indexOne, int indexTwo) { int temp = array[indexOne]; array[indexOne] = array[indexTwo]; array[indexTwo] = temp; } // 打印数组 public static void printArray(int arr[]) { for (int i=0; i < arr.length; ++i) System.out.print(arr[i]+ ); System.out.println(); } } ``` 以上代码展示了如何使用Java实现快速排序算法,包括分区操作和递归的子数组排序。
  • C现的.zip
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    本资源提供了一个用C语言编写的高效快速排序算法程序。它包含完整源代码及示例数据,适用于学习和实践快速排序技术。 快速排序是一种高效的排序算法,在1960年由英国计算机科学家C.A.R. Hoare提出。与冒泡排序、插入排序等基本排序算法相比,它在很多情况下具有显著的性能优势,平均时间复杂度为O(n log n),最坏情况下的时间复杂度也是O(n^2)。 快速排序的核心思想是“分而治之”。首先选择一个基准值(pivot),然后将数组分为两部分:一部分的所有元素都比基准值小,另一部分的所有元素都比基准值大。这个过程称为分区操作。接着对这两部分分别进行快速排序,直到所有元素都在正确的位置上。递归过程在子序列为空或只剩下一个元素时终止。 使用C语言实现快速排序主要包括以下几个步骤: 1. **选择基准值**:通常选取数组的第一个元素或者随机选取一个元素作为基准值。 2. **分区操作**:遍历数组,将小于基准值的元素移动到左边,大于基准值的元素移动到右边。最终位置确定后,该位置即为基准值在排序后的正确位置。 3. **递归排序**:对左右两边子序列分别进行快速排序过程,直到所有元素有序。 以下是一个C语言中实现快速排序的例子: ```c #include void swap(int* a, int* b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } 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); } } void printArray(int A[], int size) { for (int i = 0; i < size; i++) printf(%d , A[i]); printf(\n); } 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); printArray(arr, n); return 0; } ``` 在这个示例中,`swap()`函数用于交换两个元素的位置,`partition()`函数负责分区操作,而`quickSort()`则是快速排序的核心部分。它通过递归调用自身对子序列进行排序。最后的`main()`函数展示了如何使用这些功能来实现数组的排序。 快速排序在实际应用中非常广泛,但由于其最坏情况下的时间复杂度问题,在某些情况下性能可能会下降。为了优化,可以采用随机化选择基准值或三数取中的方法(即选取首、尾和中间元素的中位数作为基准),以减少最坏情况出现的概率。同时对于小规模数据或者已经接近有序的数据来说,插入排序或其他简单排序算法可能更高效。因此,在实际编程时可以根据具体情况动态地选择最适合的排序方法。
  • C教程.docx
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    本文档详细介绍了C语言中实现快速排序算法的方法和步骤,适合编程初学者学习掌握高效数据排序技巧。 快速排序算法C语言实现教程 本教程详细介绍了如何使用C语言实现快速排序算法,涵盖了算法的基本概念、分区函数、快速排序函数以及完整的示例代码。通过本教程,读者可以学习到在C语言中高效地实现这一重要的排序方法,并理解其背后的原理机制。适合所有对算法和编程感兴趣的读者。 ### 快速排序基本知识 **定义与核心思想:** 快速排序(QuickSort)是一种广泛应用的高效率排序技术,基于分治法的思想来完成数据排列任务。它通过选取一个基准元素然后将数组分为两部分实现:一部分中的所有值都小于或等于基准值;另一部分则包含大于基准值的所有数。接着对这两组子集重复上述过程直至每个子集合只剩下一个单一的元素,从而达到整个序列有序的目的。 ### 快速排序算法步骤 1. **选择一个基准点**:在待处理的数据集中选定一作为参考比较的对象。 2. **分区操作**:根据已选中的基准值将数组分割为两个区域——左边的所有数据都小于等于该基准值,而右边的则大于它。这一过程完成后,被选定的元素就会处于正确的位置上。 3. **递归排序**:对左右两边分别重复上述步骤直到所有子集都被处理完毕。 ### 快速排序C语言实现详解 为了更好地理解快速排序的具体操作细节,下面将详细介绍其在C编程中的具体实施方法: 1. **分区函数(partition)**: ```c void swap(int *a, int *b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } int partition(int arr[], int low, int high) { int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准值 int i = low - 1; // 较小元素的索引 for (int j = low; j < high; j++) { if (arr[j] <= pivot) { // 如果当前元素小于或等于基准值 i++; // 增加较小元素的位置计数器 swap(&arr[i], &arr[j]); // 交换两个位置的数值 } } swap(&arr[i + 1], &arr[high]); // 将基准值放置于正确位置上 return i + 1; // 返回基准值的新索引点 } ``` 2. **快速排序函数(quickSort)**: ```c void quickSort(int arr[], int low, int high) { if (low < high) { int pi = partition(arr, low, high); // 获取分区的基准值索引位置 quickSort(arr, low, pi - 1); // 对左侧子数组进行递归排序操作 quickSort(arr, pi + 1, high); // 右侧同理处理 } } ``` 3. **主函数(main)**: ```c int main() { int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); printf(排序前的数组: ); for (int i = 0; i < n; i++) { printf(%d , arr[i]); } printf(\n); quickSort(arr, 0, n - 1); printf(排序后的数组: ); for (int i = 0; i < n; i++) { printf(%d , arr[i]); } printf(\n); return 0; } ``` 4. **运行结果** 编译并执行上述代码,您将看到以下输出: ``` 排序前的数组: 10 7 8 9 1 5 排序后的数组: 1 5 7 8 9 10 ``` ### 总结 通过本教程的学习,读者不仅可以掌握快速排序的基本概念及其算法原理,还能学会如何使用C语言实现这一高效的排序方法。由于其平均时间复杂度为O(n log n),在处理大规模数据时表现出色,因此非常适合实际应用中的需求场景。希望此教程能够帮助您更好地理解和运用快速排序技术,并提升您的编程能力。
  • C
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    本文章介绍了C语言中实现快速排序算法的方法和步骤,通过实例代码详细讲解了如何在C程序中应用快速排序进行数组或列表的高效排序。 快速排序是一种高效的排序算法,在C语言中实现可以充分利用其递归特性。该算法通过分治法策略将列表分成较小的子序列进行独立排序,从而提高效率。在编程实践中,利用指针操作可以使代码更加简洁高效。需要注意的是,在实际应用过程中需要处理好边界条件和避免过度递归的问题以保证程序稳定运行。 快速排序的主要步骤包括: 1. 选择基准值(pivot)。 2. 将列表中小于或大于该基准的元素重新排列,使得所有小于基准的元素都位于其左侧,而所有大于它的则在其右侧。 3. 对划分后的子序列递归地进行上述操作。 这种算法在平均情况下的时间复杂度为O(n log n),但在最坏情况下(例如输入数组已经是有序状态)可能退化到O(n^2)。因此,在使用快速排序时,选择合适的基准值策略是提高性能的关键之一。