武汉软件工程职业学院《数据结构讲义》第22讲-内部排序(2)

武汉软件工程职业学院《数据结构讲义》第22讲-内部排序(2)

教学重点：

交换排序算法和选择排序的算法

教学难点：

交换排序算法和选择排序的算法的设计 授课内容

6.2.2 交换排序

1．冒泡排序

冒泡排序（Bubble sort）是一种人们熟悉的、最直观的交换排序方法。在排序过程中，从上到下对每两个相邻记录比较关键字大小，使较小关键字的记录上升，像水中的气泡向上冒出一样，而关键

字较大的记录好比石头沉到序列的底部，故称此方法为冒泡排序法。

算法思路：若有n个记录需要排序，首先将第一个记录的关键字和第二个记录的关键字进行比较，若为逆序（即r[2].key<r[1].key），则两个记录交换，然后比较第二个记录和第三个记录的关键字。依此类推，直至第n个记录和第n-1个记录的关键字进行比较/交换为止。

void BubbleSort (RcdType r[ ],int n){

for(i=1;j<n;i++){

flag=1;

for(j=1;j<=n-i;j++)

if(r[j+1].key<r[j].key){

flag=0;

r[0]=r[j];r[j]=r[j+1];r[j+1]=r[0];

}

if(flag) break;

}

}

2．快速排序

快速排序（Quick sort）是由霍尔（Hoare）提出，它是一种对冒泡排序的改进。该方法的实质是

将一组关键字[K

1 ,K

2

,K

3

,…,Kn]进行分区交换排

序。通过一趟排序将待排序的记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行分区交换排序，以达到整个序列有序。

算法思路是：

（1）任选一个关键字（一般可先第一记录的关

键字K

1）为控制字，将[K

1

,K

2

,…,Kn]分成

左、右两个子区，使左区所有关键字小于

等于K

1，右区所有关键字大于等于K

1

,最后

控制字K

1

居两个子区中间的适当位置。在子区内数据尚处于无序状态。

（2）将右区首、尾指针[记录的下标号]保存入栈，对左区进行与第（1）步相类似的操作，

又得到它的左子区和右子区，控制字居中。（1）重复第（1）、（2）步，直到左区处理完毕。然后退栈，再对另一个子区进行相类

同的处理，直到栈空。

void Quick_Sort(RcdType r[ ],int low,int

high){

i=low;j=high;t=r[low];

while(i<j){

while(i<j&&r[j].key>t..key) j--;

if(i<j) r[i++]=r[j];

while(i<j&&r[i].key<=t.key) i++;

if(i<j) r[j--]=r[i];

}

if(low<i-1) Quick_Sort(r,low,i-1);

if(high>i-1) Quick_Sort(r,i+1,high);

}

6.2.3 选择排序

选择排序（Selection sort）是以选择为基础的一种常用排序方法，它也有几种不同的实现方法，这里仅介绍单选择排序和堆排序。

1．简单选择排序

简单选择排序（simple Selection sort）也称直接选择排序。此方法在高级语言变成中较常用。它首先选出关键字最小的饿记录送到最前位置，再选关键字次小的记录送到第二个位置，……，直至

选择完了n个记录为止。

算法思路：对于一组关键字（K

1 ,K

2

,… ,Kn），

将其由大到小进行排序，首先从K

1 ,K

2

,… ,Kn中

选择最小值，假如它是Kk，则将Kk与K

1

对换；然后

从K

2 ,K

3

,… ,Kn中选择最小值Kk，再将Kk与K

2

对换。如此进行选择和调换，对第i趟选择排序，进行n-1次关键字比较，从n-i+1个记录中选出关键字最小的记录，并个第i(1≤i≤n)个记录交换。令i从1至n-1，进行n-1趟选择排序，一个由小到大的有序序列就形成。

void SelectSort(TcdType r[ ],int n){

for(i=1;i<n;j++)

if(r[j].key<r[k].key) k=j;

if(i!k){

t=r[i];r[i]=r[k];r[k]=t;

}

}

}

2．堆排序

堆排序（Heap sort）是另一种选择排序，是利用堆的特性进行的排序过程。堆是n 个元素的

有限序列{k

1，k

2

,…,kn}，当且仅当满足如下关

系时，称之为堆。

ki≤k2i和ki≤k2i+1(i=1,2,…,[n/2])

或ki≥k2i和ki≥k2i+1(i=1,2,…,[n/2])

堆排序的基本思路是：把n 个记录存于向量r