C++ で一般的な並べ替えアルゴリズムをマスターする

C はコンピューター プログラミングで広く使用されているプログラミング言語であり、ソート アルゴリズムはプログラミングでよく使用されるアルゴリズムの 1 つです。並べ替えアルゴリズムをマスターすると、効率的なプログラムを作成する能力が向上し、プログラミング スキルが向上します。この記事では、C で一般的に使用される並べ替えアルゴリズムを紹介します。

1. バブル ソート

バブル ソートは、シーケンス内の隣接する要素を比較することによって、大きな要素をシーケンスに入れ替える基本的な並べ替えアルゴリズムです。具体的には、バブル ソートは各ラウンドで隣接する要素のサイズを比較し、最後の要素がソートされるまで大きい要素を後方に入れ替えます。

C コードは次のとおりです。

void bubbleSort(int arr[], int n)
{
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {
            if (arr[j] > arr[j+1]) {
                // 交换元素
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j+1];
                arr[j+1] = temp;
            }
        }
    }
}

2. 選択ソート

選択ソートは、ソートのたびに未ソートの部分を選択する単純なソート アルゴリズムです。最小の要素をソートされたセクションの最後に配置します。具体的には、選択ソートは各ラウンドで最小の要素を選択し、それを現在の位置の要素と交換します。

C コードは次のとおりです。

void selectionSort(int arr[], int n)
{
    int minIndex, temp;
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
        minIndex = i; // 记录最小元素的位置
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                // 更新最小元素的位置
                minIndex = j;
            }
        }
        // 交换元素
        temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
}

3. 挿入ソート

挿入ソートは、要素を既に挿入されている要素に挿入する、シンプルで直感的な並べ替えアルゴリズムです。ソートされたシーケンスが長くなり、ソートされたシーケンスが長くなります。具体的には、挿入ソートの各ラウンドでは、ソートされた部分配列に要素を挿入し、残りの要素を後方に移動します。

C コードは次のとおりです。

void insertionSort(int arr[], int n)
{
    int key, j;
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        key = arr[i]; // 待插入的元素
        j = i - 1;
        // 将大于待插入元素的元素向后移动
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j+1] = arr[j];
            j--;
        }
        // 将待插入元素插入到正确的位置
        arr[j+1] = key;
    }
}

4. クイック ソート

クイック ソートは、シーケンスをソートするためにピボット要素を選択する効率的なソート アルゴリズムです。 1 つはピボット要素よりも小さく、もう 1 つはピボット要素よりも大きい 2 つの部分に分割し、2 つの部分シーケンスを再帰的に並べ替えます。具体的には、クイック ソートは各ラウンドでピボット要素を選択し、ピボット要素より小さい要素をピボット要素の左側に配置し、ピボット要素より大きい要素を右側に配置します。次に、左と右のサブシーケンスが同じ方法で再帰的に並べ替えられます。

C コードは次のとおりです。

void quickSort(int arr[], int left, int right)
{
    int i = left, j = right;
    int pivot = arr[(left + right) / 2]; // 选择枢纽元素
    while (i <= j) {
        // 找到左侧大于枢纽元素的元素
        while (arr[i] < pivot) {
            i++;
        }
        // 找到右侧小于枢纽元素的元素
        while (arr[j] > pivot) {
            j--;
        }
        // 交换左右元素
        if (i <= j) {
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
            i++;
            j--;
        }
    }
    // 递归排序左侧和右侧的子序列
    if (left < j) {
        quickSort(arr, left, j);
    }
    if (i < right) {
        quickSort(arr, i, right);
    }
}

5. マージ ソート

マージ ソートは、シーケンスを分割する古典的な分割統治ソート アルゴリズムです。 2 つのサブシーケンスに分割し、各サブシーケンスを個別に並べ替えて、最後に 2 つの順序付けられたサブシーケンスをマージします。具体的には、マージ ソートはまずシーケンスを 2 つのサブシーケンスに分割し、その 2 つのサブシーケンスを再帰的に並べ替えてから、2 つの順序付けされたサブシーケンスを 1 つの順序付けされたシーケンスにマージします。

C コードは次のとおりです:

void merge(int arr[], int left, int mid, int right)
{
    int i, j, k;
    int n1 = mid - left + 1;
    int n2 = right - mid;
    int L[n1], R[n2];

    // 将数据拷贝到两个临时数组中
    for (i = 0; i < n1; i++)
        L[i] = arr[left + i];
    for (j = 0; j < n2; j++)
        R[j] = arr[mid + 1 + j];

    i = 0; // 左侧子数组的索引
    j = 0; // 右侧子数组的索引
    k = left; // 合并后的数组的索引
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    // 将左侧子数组的剩余元素拷贝到合并后的数组中
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    // 将右侧子数组的剩余元素拷贝到合并后的数组中
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}

void mergeSort(int arr[], int left, int right)
{
    if (left < right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        // 递归排序左侧和右侧的子序列
        mergeSort(arr, left, mid);
        mergeSort(arr, mid + 1, right);
        // 合并两个有序子数组
        merge(arr, left, mid, right);
    }
}

上記は、C で一般的に使用される 5 つの並べ替えアルゴリズムです。アルゴリズムは退屈に思えますが、プログラミングの重要な部分であり、並べ替えアルゴリズムを学ぶことで、プログラミングの効率と品質を向上させることができます。

以上がC++ で一般的な並べ替えアルゴリズムをマスターするの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。