排序和查找
排序和查找
1. 排序算法介紹
- 排序也稱排序算法，排序是將一組數據，依指定的順序進行排列的過程
- 排序的分類
- 內部排序：指將須要處理的全部數據都加載到內部存儲器（內存）中進行排序
- 外部排序：數據量過大，沒法所有加載到內存中，須要藉助外部存儲器進行排序
2. 冒泡排序
2.1 基本介紹
- 冒泡排序的基本思想是：經過對待排序序列從前向後（從下標較小的元素開始），依次比較相鄰元素的值，若發現逆序則交換，使值較大的元素從前移向後部，就像水底的氣泡同樣逐漸向上冒。
- 由於排序的過程當中，各元素不斷接近本身的位置，若是一趟比較下來沒有進行過交換，就說明序列有序，所以要在排序過程當中設置一個標誌flag判斷元素是否進行過交換，從而減小沒必要要的比較
2.2 案例
- 將五個無序 的數：{3，9，-1，10，-2}使用冒泡排序法將其排成一個從小到大的有序數列
2.3 分析冒泡的過程+代碼
//冒泡排序的過程（從小到大）
原始數組{3，9，-1，10，-2}
第一輪
1.3，9，-1，10，2
2.3，-1，9，10，2
3.3，-1，9，10，2
4.3，-1，9，-2，10
//第一大的數就移動到最後
第二輪
1.-1，3，9，-2，10
2.-1，3，9，-2，10
3.-1，3，-2，9，10
第三輪
1.-1，3，-2，9，10
2.-1,-2,3,9,10
第四輪
-2，-1，3，9，10
#include<stdio.h>
//冒泡排序函數
void bubbleSort(int arr[],int arrLen){
//由於每輪排序幾乎同樣，所以，可使用for循環處理
int i,j;
int t;//臨時變量
for(i=0;i<arrLen-1;i++){
for(j=0;j<arrLen-1-i;j++){
//若是前面的數大於後面的數，就交換
if(arr[j]>arr[j+1]){
t=arr[j];
arr[j]=arr[j+1];
arr[j+1]=t;
}
}
}
}
void main(){
int arr[]={3,9,-1,10,-2,11};
int arrLen=sizeof(arr)/sizeof(int);
int j;
bubbleSort(arr,arrLen);//數組默認是地址傳遞
printf("排序後");
for(j=0;j<arrLen;j++){
printf("%d",arr[j]);
}
getchar();
}
3. 查找
3.1 介紹
在C中，經常使用的查找有兩種算法
- 順序查找
- 二分查找
3.2 案例演示
- 有一個數列{23，1，34，89，101}
- 猜數遊戲：從鍵盤任意輸入一個數，判斷數列中是否包含該數[順序查找]
- 要求：若是找到了，就提示找到，並給出下標值，找不到提示沒有
#include<stdio.h>
int seqSearch(int arr[],int arrLen,int val){
int i;
for(i=0;i<arrLen;i++){
if(arr[i]==val){
return i;
}
}
//若是在for循環中，沒有執行到return，說明沒有找到
return -1；
}
void main(){
int arr[]={23,1,34,89,101};
int arrLen=sizeof(arr)/sizeof(int);
int index=seqSearch(arr,arrLen,-101);
if(index != -1){
printf("找到 下標爲%d",index);
}else{
printf("沒有找到");
}
getchar();
}
- 請對一個有序數組進行二分查找{1，8，10，89，100，123}，輸入一個數看看該數組是否存在此數，而且求出下標，若是沒有就提示「沒有這個數」
- 二分查找的前提是該數組是一個有序數組
#include<stdio.h>
//二分查找
int binarySearch(int arr[],int leftIndex,int rightIndex,int findVAL){
//先找到數組中間這個數midVal
int midIndex=(leftIndex+rightIndex)/2;
int midVal=arr[midIndex];
//若是leftIndex>rightIndex,說明這個數組都比較過，可是沒有找到
if(leftIndex>rightIndex){
return -1;
}
//若是midVal>findVal說明，應該在midVal的左邊查找
if(midVal>findVal){
binarySearch(arr,leftIndex,midIndex-1,findVal);
}else if(midVal<findVal){
//若是midVal<findVal說明，應該在midVal的右邊查找
binarySearch(arr,midIndex+1，rightIndex,findVal);
}else{
return midIndex;
}
}
void main(){
//分析
//好比要查找的數是findVal
//1.先找到數組中間這個數midVal,和findVal比較
//2.若是midVal>findVal說明，應該在midVal的左邊查找
//3.若是midVal<findVal說明，應該在midVal的右邊查找
//4.若是midVal==findVal,說明找到
int arr[]={1,8,10,89,1000,1234};
int arrLen=sizeof(arr)/sizeof(int);
int index=binarySearch(arr,0,arrLen-1,-1000);
if(index!=-1){
printf("找到index=%d",index);
}else{
printf("沒有找到");
}
getchar();
}
4.多維數組和二維數組
多維數組主要介紹二維數組數組
5. 二維數組的應用場景
好比開發一個五子棋遊戲，棋盤就是須要二維數組來表示函數
6.二維數組的使用
6.1 快速入門
請用二維數組輸出以下圖形佈局
0 0 0 0 0 0code
0 0 1 0 0 0排序
0 2 0 3 0 0遊戲
0 0 0 0 0 0內存
6.2 使用方式1：先定義再初始化
語法：類型 數組名[大小 ] [大小]開發
好比：int a[2] [3]get
6.3 使用演示
二維數組在內存的存在形式，各個元素的地址是連續分佈的，即在前一個元素基礎上加+4
#include<stdio.h>
void main(){
//a[4][6];表示一個4行6列的二維數組
int a[4][6];//沒有初始化，則是分配的內存垃圾值
int i,j;
//所有初始化爲0
for(i=0;i<4;i++){
for(j=0;j<6;j++){
a[i][j]=0;
}
}
a[1][2]=1;
a[2][1]=2;
a[2][3]=3;
//輸出二維數組
for(i=0;i<4;i++){
for(j=0;j<6;j++){
printf("%d",a[i][j]);
}
printf("\n");
}
//看看二維數組的內存佈局
printf("二維數組a的首地址=%p",a);
printf("二維數組a[0]的地址=%p",a[0]);
printf("二維數組a[0][0]的地址=%p",&a[0][0]);
printf("二維數組a[0][1]的地址=%p",&a[0][1]);
//將二維數組的各個元素的地址輸出
printf("\n");
for(i=0;i<4;i++){
printf("a[%d]的地址=%p",i,a[i]);
for(j=0;j<6;j++){
printf("a[%d][%d]的地址=%p",i,j,&a[i][j]);
}
printf("\n");
}
getchar();
}
6.4 使用方式2：直接初始化
- 定義 類型 數組名【大小】【大小】={{值1，值2....},{值1，值2....}}；
- 或者 類型 數組名 【大小】【大小】 ={值1，值2，值3，值4，值5，值6...}；
- 會自動匹配到各行各列
7.二維數組應用案例
7.1 案例1
- 請使用靈活的方式遍歷以下數組
- int map[3] [3]={{0,0,1},{1,1,1}{1,1,3}};
7.2 案例2
int arr[3] [2]={{4,6},{1,4},{-2,8}};
遍歷該二維數組，並獲得和
#include <stdio.h>
void main(){
int map[3][3]={{0,0,1},{1,1,1},{1,1,3}};
//遍歷
//先獲得行
//1.sizeof(map) 獲得這個map數組的大小9*4=36
//2.sizeof(map[0])獲得map中，第一行有多大3*4=12
int rows=sizeof(map)/sizeof(map[0]);
//printf("rows=%d",rows);
//獲得列
int cols=sizeof(map[0])/sizeof(int);
int i,j,sum=0;
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<cols;j++){
printf("%d",map[i][j]);
sum+=map[i][j];
}
printf("\n");
}
printf("sum=%d",sum);
getchar();
}
7.4 定義二維數組，用於保存三個班，每一個班五名同窗成績，並求出每一個班級平均分，以及全部班級平均分
#include<stdio.h>
void main(){
//分析
//1.建立一個scores[3][5]
//2.遍歷，給複製
//3.再次遍歷，統計總分和平均分
//4.輸出
double score[3][5];
int rows=sizeof(score)/sizeof(score[0]),cols=sizeof(score[0])/sizeof(double),i,j;
//classTotalScore 各個班級總成績 totalscore 全部學生成績
double totalScore=0.0,classTotalScore=0.0;
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<rows;j++){
score[i][j]=0.0;
}
}
//遍歷，給每一個學生輸入成績
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<cols;j++){
printf("請輸入第%d個班的第%d個學生的成績",i+1,j+1);
scanf("%lf",&score[i][j]);
}
}
getchar();
//顯示下成績狀況
for(i=0;i<rows;i++){
for(j=0;j<cols;j++){
printf("%.2f",score[i][j]);
}
printf("\n");
}
//統計各個班的總成績，和全部學生的成績
for(i=0;i<rows;i++){
classTotalScore=0.0;//每次清零
for(j=0;j<cols;j++){
classTotalScore+=score[i][j];//累計每一個班的總成績
}
printf("第%d個班的平均成績是%.2f",i+1.classTotalScore/cols);
totalScore+=classTotalScore;//將該班的總分，累加到totalScore
}
printf("全部學生的總成績是%.2f 平均成績是%.2f",totalScore,totalScore/(rows*cols));
getchar();
getchar();
}
8.二維數字使用細節和注意事項
- 能夠只對部分元素賦值，爲賦值的元素自動取零
int main(){
int a[4][5]={{1},{2},{3},{1}};
int i,j;
for(i=0;i<4;i++){
for(j=0;j<5;j++){
printf("%d",a[i][j]);
}
printf("\n");
}
getchar();
}
- 若是對所有元素賦值，那麼第一維的長度能夠不給出
int a[3][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
//能夠寫爲
int a[][3]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
- 二維數組能夠看做是由一維數組嵌套而成的；若是一個數組的每一個元素又是一個數組，那麼它就是二維數組
- 二維數組a[3] [4]可當作三個一維數組，他們數組名分別爲a[0],a[1],a[2]
- 這三個一維數組都有4個元素，如一維數組a[0]的元素爲a[0] [0],a[0] [1],a[0] [2],a[0] [3]
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