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Blasensortierung und ihr universeller kontinuierlicher Sortiercode in C-Sprache

2024-07-12

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Blasensortierung und ihr universeller kontinuierlicher Sortiercode in C-Sprache

Blasensortierung

Bubble Sort ist eine Art Austauschsortierung:

  1. Grundidee: Der sogenannte Austausch besteht darin, die Positionen der beiden Datensätze in der Sequenz basierend auf den Vergleichsergebnissen der Schlüsselwerte der beiden Datensätze in der Sequenz auszutauschen.
  2. Das Merkmal der Austauschsortierung besteht darin, dass Datensätze mit größeren Schlüsselwerten an das Ende der Sequenz verschoben werden und Datensätze mit kleineren Schlüsselwerten an den Anfang der Sequenz verschoben werden.

Und BlasensortierungIn aufsteigender ReihenfolgeBei jedem Durchlauf wird die unsortierte Sammlung angezeigtGrößere Werte werden nach hinten verschoben(oder schieben Sie die kleinen nach vorne), bis sie sortiert sind.

Animationsanzeige:

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Zusammenfassung der Funktionen der Blasensortierung:

  1. Die Blasensortierung ist eine sehr leicht verständliche Sortierung
  2. Zeitkomplexität: O(N^2)
  3. Raumkomplexität: O(1)
  4. Stabilität: stabil

Referenzcode für ganzzahlige Daten der Blasensortierung (VS2022C-Gebietsschema):

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

void swap(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//			要排序的数组	 数组大小
int bubbleSort(int* arr, int sz)
{
	// 1.n个数中，每次交换前需要比较两个数字，则比较次数为n - 1
	for (int i = 0; i < sz - 1; ++i)
	{
		bool flag = true;						// 3.检查是否有序

		// 2.在 “1.” 的基础之上，i每循环一次，必定有一个数排好到后面，则 “- i" 来优化
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; ++j)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				flag = false;					// 3.表示无序
				swap(&arr[j], &arr[j + 1]);
			}
		}

		if (flag == true)						// 3.有序直接退出循环
		{
			break;
		}
	}
}

int main()
{
	int arr[10] = { 3, 9, 2, 7, 8, 5, 6, 1, 10, 4 };
	int sz = 10;

	bubbleSort(arr, sz);
	for (int i = 0; i < sz; ++i)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}

	return 0;
}

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Blasensortierung C-Sprache allgemeiner kontinuierlicher Sortiercode

Der obige C-Sprachblasensortiercode unterstützt nur die Ganzzahlsortierung. Hier wird er erweitertGenerische sequentielle SortierungCode.

Weitere Informationen finden Sie in der integrierten Qsort-Sortierung in der Sprache C:
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Die Funktion kann wie folgt erhalten werden:
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void swap(char* a, char* b, size_t width)
{
	for (int i = 0; i < width; ++i)
	{
		char temp = *(a + i);
		*(a + i) = *(b + i);
		*(b + i) = temp;
	}
}

//			要排序的数组	   数组大小	   每个元素宽度		比较的函数指针
int bubbleSort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*compare)(const void* e1, const void* e2))
{
	// 1.n个数中，每次交换前需要比较两个数字，则比较次数为n - 1
	for (int i = 0; i < sz - 1; ++i)
	{
		bool flag = true;						// 3.检查是否有序

		// 2.在 “1.” 的基础之上，i每循环一次，必定有一个数排好到后面，则 “- i" 来优化
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; ++j)
		{
			if (compare((char*)base + j * width, (char*)base + j * width + width) > 0)
			{
				flag = false;					// 3.表示无序
				swap((char*)base + j * width, (char*)base + j * width + width, width);
			}
		}

		if (flag == true)						// 3.有序直接退出循环
		{
			break;
		}
	}
}

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Eigentlich müssen wir es nur tunZwei seiner Orte wurden erheblich verändertkönnen Sie eine allgemeine Sortierung erhalten:

Änderungen an der Art und Weise, wie Vergleiche durchgeführt werden:

Ändern Sie die Vergleichsmethode inFunktionszeigerWeise, damit Benutzer könnenSchreiben Sie Ihre eigene Vergleichstypfunktion(Enthält nicht nur integrierte Typen, sondern auch die durch struct definierten, aber die Voraussetzung istständig）
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Wenn der Benutzer Ganzzahlen sortiert, schreibt er einen Vergleich (nur als Referenz, die Methode ist nicht eindeutig):

int cmp(const void* e1, const void* e2)
{
	// (int*)e1 表示将泛型指针转为整型指针
	// *((int*)e1) 表示对整型指针解引用从而得到整型的数 
	// 两整型的数相减，为正则e1大，为负则e2大，为0则相等
	return *((int*)e1) - *((int*)e2);
}

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Änderungen an der Art und Weise, wie der Austausch durchgeführt wird:

Hier müssen Sie lediglich die Austauschmethode auf einen byteweisen Austausch ändern.
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Dann sollte swap geändert werden in:

void swap(char* a, char* b, size_t width)
{
	// a 和 b 表示两个数开始的地址
	// a + i 表示 a 元素第 i 块字节的地址，同理于b
	// *(a + i) 表示 a 元素第 i 块字节的内容，同理于b
	// 通过一个字节一个字节的交换，确保内容不会丢失
	for (int i = 0; i < width; ++i)
	{
		char temp = *(a + i);
		*(a + i) = *(b + i);
		*(b + i) = temp;
	}
}

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Ergebnisüberprüfung:

Eingebaute Typen:

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Vollständiger Code:

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

void swap(char* a, char* b, size_t width)
{
	for (int i = 0; i < width; ++i)
	{
		char temp = *(a + i);
		*(a + i) = *(b + i);
		*(b + i) = temp;
	}
}

//			要排序的数组	   数组大小	   每个元素宽度		比较的函数指针
int bubbleSort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*compare)(const void* e1, const void* e2))
{
	// 1.n个数中，每次交换前需要比较两个数字，则比较次数为n - 1
	for (int i = 0; i < sz - 1; ++i)
	{
		bool flag = true;						// 3.检查是否有序

		// 2.在 “1.” 的基础之上，i每循环一次，必定有一个数排好到后面，则 “- i" 来优化
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; ++j)
		{
			if (compare((char*)base + j * width, (char*)base + j * width + width) > 0)
			{
				flag = false;					// 3.表示无序
				swap((char*)base + j * width, (char*)base + j * width + width, width);
			}
		}

		if (flag == true)						// 3.有序直接退出循环
		{
			break;
		}
	}
}

int cmp(const void* e1, const void* e2)			// 对整形
{
	return *((int*)e1) - *((int*)e2);
}

int cmp1(const void* e1, const void* e2)		// 对字符
{
	return *((char*)e1) - *((char*)e2);
}

int cmp2(const void* e1, const void* e2)		// 对浮点
{
	double num1 = *(double*)e1;
	double num2 = *(double*)e2;

	// double 返回与 int 冲突会影响，只需更改一下返回逻辑
	return num1 > num2 ? 1 : -1;
}

int main()
{
	int arr[10] = { 3, 9, 2, 7, 8, 5, 6, 1, 10, 4 };
	int sz = 10;

	bubbleSort(arr, sz, sizeof(int), cmp);
	for (int i = 0; i < sz; ++i)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("n");

	char arr1[10] = { 3, 9, 2, 7, 8, 5, 6, 1, 10, 4 };

	double arr2[10] = { 3.1, 9.4, 2.9, 7.8, 8.8, 5.1, 6.2, 1.0, 10.1, 4.4 };

	bubbleSort(arr1, sz, sizeof(char), cmp1);

	bubbleSort(arr2, sz, sizeof(double), cmp2);

	for (int i = 0; i < sz; ++i)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	printf("n");

	for (int i = 0; i < sz; ++i)
	{
		printf("%.2lf ", arr2[i]);
	}
	printf("n");

	return 0;
}

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Benutzerdefinierter Typ:

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Vollständiger Code:

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

void swap(char* a, char* b, size_t width)
{
	for (int i = 0; i < width; ++i)
	{
		char temp = *(a + i);
		*(a + i) = *(b + i);
		*(b + i) = temp;
	}
}

//			要排序的数组	   数组大小	   每个元素宽度		比较的函数指针
int bubbleSort(void* base, size_t sz, size_t width, int (*compare)(const void* e1, const void* e2))
{
	// 1.n个数中，每次交换前需要比较两个数字，则比较次数为n - 1
	for (int i = 0; i < sz - 1; ++i)
	{
		bool flag = true;						// 3.检查是否有序

		// 2.在 “1.” 的基础之上，i每循环一次，必定有一个数排好到后面，则 “- i" 来优化
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; ++j)
		{
			if (compare((char*)base + j * width, (char*)base + j * width + width) > 0)
			{
				flag = false;					// 3.表示无序
				swap((char*)base + j * width, (char*)base + j * width + width, width);
			}
		}

		if (flag == true)						// 3.有序直接退出循环
		{
			break;
		}
	}
}

typedef struct Student
{
	char name[20];
	int age;
	char id[10];
} Student;

int cmpAge(const void* e1, const void* e2)
{
	return ((Student*)e1)->age - ((Student*)e2)->age;
}

int cmpId(const void* e1, const void* e2)
{
	return strcmp(((Student*)e1)->id, ((Student*)e2)->id);
}

int main()
{
	Student arr[5] = {
		{.name = "张三", .age = 20, .id = "1" },
		{.name = "李四", .age = 21, .id = "2" },
		{.name = "王二", .age = 18, .id = "3" },
		{.name = "麻子", .age = 30, .id = "4" } };
	
	int sz = 4;

	bubbleSort(arr, sz, sizeof(Student), cmpAge);

	printf("以年龄排序：n");
	for (int i = 0; i < sz; ++i)
	{
		printf("%s ", arr[i].name);
		printf("%d ", arr[i].age);
		printf("%sn", arr[i].id);
	}
	printf("n");

	bubbleSort(arr, sz, sizeof(Student), cmpId);

	printf("以ID排序：n");
	for (int i = 0; i < sz; ++i)
	{
		printf("%s ", arr[i].name);
		printf("%d ", arr[i].age);
		printf("%sn", arr[i].id);
	}
	printf("n");

	return 0;
}

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Beachten:

Der obige CodeUngültig für diskontinuierliche Daten, wie beispielsweise jedes Element der verknüpften Listedurch Zeigerverbindung gespeichertZum Lösen müssen die Vergleichsfunktion und die Austauschfunktion geändert werden.

Persönliches Profil

Er widmet sich seit mehr als 30 Jahren der Technologieforschung und beherrscht verschiedene Sprachen wie Java, Linux, Javascript, PHP, CSS usw. Er hat viele Beiträge im Open-Source-Bereich geleistet, Entwicklerdokumentationsstation, um einige Themen in der Technologieentwicklung als zukünftige Referenz zu teilen

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