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啊哈算法(一)

1.最快最简单的排序,桶排序

  问题:假设有5个同学,在一场考试中分别取得分数为(满分10):3  5  8  2  5,如何将他们按从大到小的顺序排列?

  解决思路:定义一个长度为11的数组,即a[0]-a[10],下标序号分别对应分数1-10;每一个人得到一个分数n,就使a[n]++,如有两个人得5分,a[5]=2;

       然后依次打印数组小标序号,对应的值为n则打印n次。

  图形解释:

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   a[1]      a[2]    a[3]    a[4]    a[5]    a[6]    a7[]    a[8]   a[9]   a[10]

 

  代码如下:

#include <stdio.h>int main() {    int a[10] i j t;    for(i=0; i<=10; i++){        a[i]=0;               //初始化数组的每一项都为0    }    for(i=1; i<=5; i++){        scanf("%d",&t);    //循环输入5个字        a[t]++;                //对应下标的数组值+1    }    for(i=0; i<=10; i++){        //遍历数组,从小到大排序        for(j=1; j<=a[i]; j++){  //确定每一项的值,出现几次就打印几次            printf("%d",i)        }    }    getchar();    getchar();    return 0}    

总结:桶排序的优点是非常快速的排序;

     缺点是浪费空间,如果需要排序的数范围非常啊大:1~999999999,那么就需要申请1000000000个变量(桶)a[999999999]。

运用场景:需要知道各变量出现的次数。 

 

 

2.冒泡排序

  基本思想:每次比较两个相邻的元素,如果他们的顺序错误,就把他们的位置交换。

    问题:将12  35  99  18  76 五个数进行从大到小的排序。

  解题思路:因为是从大到小排序,所以小的数应该排在后面。每次只比较两个数,判断较小的数是否在右边,否则交换位置;

       比较4次后,数组中最小的数将出现在最右边,我们称之为“归位”,这样的一系列比较结束我们称之为“一趟”;(归位 和 趟 是非常重要的概念 !)

       结束一趟后开始第二趟,比较3次,倒数第二小的数将出现在倒数第二的位置......

       如此类推。

  图形解释:两个数中的较小数会一直往上走,就像冒泡一样。

 

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   代码如下:

 1 #include <stdio.h> 2 int main(){ 3     int a[100],i,j,t,n; 4     sca9nf("%d",&n)        //输入一个数n,表示总共有n个数需要比较 5     for(i=0; i<=n; i++){ 6         scanf("%d",&a[i])    //将数字循环放入数组a中 7     } 8  9     for(i=1; i<=n-1; i++){        //总共需要走n-1趟10         for(j=2; j<=n-i;j++){     //每一趟比较n-i次11             if(a[j] < a[j+1]){         //判断,若小的数在左边,则交换位置12                 t = a[j]; 13                 a[j] = a[j+1]14                 a[j+1] = t15             }16         }17     }18 19     for(i=1; i<=n; i++){          //循环输出数组结果20         printf("%d",a[i]);21     }22 23     getchar();24     getchar();25     return 0;26 }

总结:冒泡排序每次只比较两个数,从数列的前两个开始

   若比较n个数,则需要进行n-1趟,共有n-1个数归位,直到最后一个未归位的数,排列才结束

   第i趟时,只需要比较n-i次,因为已经有i-1个数归位,不需要与归位的数进行比较

     冒泡排序的核心部分是双重嵌套,外层是n-1趟,内层是这一趟要进行n-i次比较

     缺点,冒泡排序时间复杂度非常高。

运用场景:对无序数列进行排序

 

 

3.快速排序

  基本思想:确定基准数K,一般为数列中的第1个数。在数列两边分别向中间进行“探索”,依据判断条件(如按顺序排列),先从右端开始,当右边某一个值大于k时,左边开始

       当左边某一值小于k时,左右两个值交换,继续探索,直到两边遍历到同一个值,将这个值与基准值k交换。

  问题:对无序数列6  1  2  7  9  3  4  5   10  8进行排序。

  解题思路: 确定基准数k(书中设为6),定义i  j两个变量,分别从数列两端(a[0]和a[9])向中间靠拢,当j<k,i>k时,将a[i]和a[j]交换。

        若是降序,判断条件改为,当j>k,i<k时,将a[i]和a[j]交换。

  图形解释:

      k  i                              j

      6 1  2  7  9 3  4  5  10  8

 

      k  i                         j

      6 1  2  7  9 3  4  5  10  8

 

           k  i                     j                       此时j<k,i开始遍历

 

      6 1  2  7  9 3  4  5  10  8       

 

      k     i                  j

      6 1  2  7  9 3  4  5  10  8

 

                 k         i              j

      6 1  2  7  9 3  4  5  10  8            变量i找到了比基准值大的数,满足j<k,i>k,将两个数交换

   

            k         i              j 

                 6 1  2  5  9 3  4  7  10  8    

 

                 k        i      j

                 6 1  2  5  4 3  9  7  10  8

 

                 k                i/j

        6 1  2  5  4  3  9  7  10  8         最后,i 和 j 相遇,则将它和基准值交换  k <==> i/j

 

                 3 1  2  5  4  6  9  7  10  8         这数最后的结果

 

  然后我们将6的左边和右边继续使用同样的方法进行排序即可。

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