寫在前面 Ⅰ

前面寫了關(guān)于ADC采集電壓的文章，大家除了求平均的方式來(lái)處理采樣值，還有沒有使用到其他的方式來(lái)處理采集值呢？

在某些情況下就需要對(duì)一組數(shù)據(jù)進(jìn)行排序，并提取頭特定的數(shù)據(jù)出來(lái)使用。

排序的應(yīng)用場(chǎng)合很多，我這里就不再一一舉例說(shuō)明，掌握排序的基本算法，到時(shí)候遇到就有用武之地。

排序算法分類 Ⅱ

1.按存儲(chǔ)分類：內(nèi)部排序和外部排序

內(nèi)部排序：是數(shù)據(jù)記錄在內(nèi)存中進(jìn)行排序；

外部排序：是因排序的數(shù)據(jù)很大，一般一次不能容納全部的排序記錄，在排序過(guò)程中需要訪問(wèn)外存。

內(nèi)部排序高速、有效，是我們比較常用的排序方法。外部排序速度慢，效率低，一般不建議使用外部排序，比較實(shí)用的排序還是只有內(nèi)部排序。

2.內(nèi)部排序分類：插入排序、選擇排序、交換排序、歸并排序、基數(shù)排序。

排序的分類大致為如下圖：

在內(nèi)部排序中，最常見、有效且實(shí)用的排序算是交換排序，本文將在下面章節(jié)重點(diǎn)講述交換排序中的冒泡排序和快速排序。

交換排序 Ⅲ

1.冒泡排序

冒牌排序是我們讀書時(shí)最先接觸的一種排序算法，也是比較經(jīng)典的排序算法。

冒泡排序就是在要排序的一組數(shù)中，對(duì)當(dāng)前還未排好序范圍內(nèi)的全部數(shù)，自上而下對(duì)相鄰的兩個(gè)數(shù)依次進(jìn)行比較和調(diào)整，讓較大的數(shù)往下沉，較小的往上冒。即：每當(dāng)兩相鄰的數(shù)比較后發(fā)現(xiàn)它們的排序與排序要求相反時(shí)，就將它們互換。

原始的冒泡排序函數(shù)：

void bubbleSort(int a[], int n)

{

for(int i =0 ; i< n-1; ++i)

{

for(int j = 0; j < n-i-1; ++j)

{

if(a[j] > a[j+1])

{

int tmp = a[j];

a[j] = a[j+1];

a[j+1] = tmp;

}

}

}

}

其實(shí)，原始的冒泡排序不是最后的算法，如果進(jìn)行某一趟排序時(shí)并沒有進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，則說(shuō)明數(shù)據(jù)已經(jīng)按要求排列好，可立即結(jié)束排序，避免不必要的比較過(guò)程。

對(duì)冒泡排序常見的改進(jìn)方法是加入標(biāo)志性變量，用于標(biāo)志某一趟排序過(guò)程中是否有數(shù)據(jù)交換。

第1種改進(jìn)法：設(shè)置一標(biāo)志性變量pos,用于記錄每趟排序中最后一次進(jìn)行交換的位置。由于pos位置之后的記錄均已交換到位,故在進(jìn)行下一趟排序時(shí)只要掃描到pos位置即可。

void Bubble_1( int r[], int n)

{

int pos = 0;

int i;

int j;

int tmp;

i = n - 1;

while(i > 0)

{

for(j=0; j

{

if(r[j] > r[j+1])

{

pos = j; //記錄交換的位置

tmp = r[j];

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

r[j+1] = tmp;

}

}

i= pos;

}

}

第2種改進(jìn)法：傳統(tǒng)冒泡排序中每一趟排序操作只能找到一個(gè)最大值或最小值,我們考慮利用在每趟排序中進(jìn)行正向和反向兩遍冒泡的方法一次可以得到兩個(gè)最終值(最大者和最小者) , 從而使排序趟數(shù)幾乎減少了一半。

void Bubble_2(int r[], int n)

{

int low = 0;

int high= n -1;

int tmp,j;

while(low < high)

{

for(j=low; j//正向冒泡,找到最大者

{

if(r[j]> r[j+1])

{

tmp = r[j];

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

r[j+1]=tmp;

}

--high;

for(j=high; j>low; --j)//反向冒泡,找到最小者

{

if(r[j]

{

tmp = r[j];

r[j]=r[j-1];

r[j-1]=tmp;

}

++low;

}

}

}

}

2.快速排序

大致步驟如下：

1）選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素,通常選擇第一個(gè)元素或者最后一個(gè)元素。

2）通過(guò)一趟排序?qū)⒋判虻挠涗浄指畛瑟?dú)立的兩部分，其中一部分記錄的元素值均比基準(zhǔn)元素值小。另一部分記錄的元素值比基準(zhǔn)值大。

3）此時(shí)基準(zhǔn)元素在其排好序后的正確位置。

4）然后分別對(duì)這兩部分記錄用同樣的方法繼續(xù)進(jìn)行排序，直到整個(gè)序列有序。

舉例：

對(duì)無(wú)序數(shù)組[6 2 4 1 5 9]排序：

a),先把第一項(xiàng)[6]取出來(lái),

用[6]依次與其余項(xiàng)進(jìn)行比較:

如果比[6]小就放[6]前邊,2 4 1 5都比[6]小,所以全部放到[6]前邊；

如果比[6]大就放[6]后邊,9比[6]大,放到[6]后邊；

一趟排完后變成下邊這樣:

排序前62 4 1 5 9

排序后 2 4 1 569

b),對(duì)前半邊[2 4 1 5]繼續(xù)進(jìn)行快速排序

重復(fù)步驟a)后變成下邊這樣:

排序前24 1 5

排序后 124 5

前半邊排序完成,總的排序也完成:

排序前:[6 2 4 1 5 9]

排序后:[1 2 4 5 6 9]

排序結(jié)束

代碼

將前后分開函數(shù)：

int partition(int unsorted[], int low, int high)

{

int pivot = unsorted[low];

while(low < high)

{

while((low < high) && (unsorted[high] >= pivot))

--high;

unsorted[low] = unsorted[high];

while((low < high) && (unsorted[low] <= pivot))

++low;

unsorted[high] = unsorted[low];

}

unsorted[low] = pivot;

return low;

}

快速排序函數(shù)：

void quickSort(int unsorted[], int low, int high)

{

int loc = 0;

if(low < high)

{

loc = partition(unsorted, low, high);

quickSort(unsorted, low, loc -1);

quickSort(unsorted, loc + 1, high);

}

}

舉例測(cè)試：

void Main(void)

{

int i;

int a[6] = {6, 2, 4, 1, 5, 9};

quickSort(a, 0, 5);

for(i=0; i<6; i++)

printf("a[%d] = a[%d]\n", i, a[i]);

}

在排序算法中，這兩種是較重要的排序算法，其他算法在特定場(chǎng)合也有用武之地，本文暫時(shí)講述到這里。