C언어 정렬 알고리즘 학습

정렬 알고리즘은 컴퓨터 과학의 고전적인 문제로 인터뷰나 코스 할당에 자주 사용됩니다. 몇 가지 일반적인 정렬 알고리즘과 실제 예가 아래에 소개되어 있습니다.

버블 정렬

버블 정렬은 기본적인 정렬 알고리즘으로 배열의 첫 번째 요소부터 시작하여 인접한 두 요소를 차례로 비교하여 앞 요소가 뒤 요소보다 크면 위치를 교환하는 것을 원칙으로 합니다. 이런 식으로 가장 큰 요소가 배열의 마지막 위치로 교체된 다음 전체 배열이 정렬될 때까지 첫 번째 요소부터 프로세스가 반복됩니다.

다음은 버블 정렬의 C 언어 코드 구현입니다.

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

선택 정렬

선택 정렬도 기본 정렬 알고리즘으로 배열에서 가장 작은 요소를 찾아 배열의 첫 번째 요소와 교환하는 것이 원칙이다. 그런 다음 나머지 요소 중에서 가장 작은 요소를 찾아 배열의 두 번째 요소로 바꿉니다. 전체 배열이 정렬될 때까지 계속됩니다.

다음은 선택 정렬의 C 언어 코드 구현입니다.

void selectionSort(int arr[], int n) {
    int i, j, min_idx;
    for (i = 0; i < n-1; i++) {
        min_idx = i;
        for (j = i+1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[min_idx]) {
                min_idx = j;
            }
        }
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[min_idx];
        arr[min_idx] = temp;
    }
}

삽입 정렬

삽입정렬의 원리는 배열을 정렬된 부분과 미정렬 부분으로 나눈 다음 전체 배열이 정렬될 때까지 정렬되지 않은 요소를 정렬된 부분에 하나씩 삽입하는 것이다.

다음은 삽입 정렬의 C 언어 코드 구현입니다.

void insertionSort(int arr[], int n) {
    int i, j, key;
    for (i = 1; i < n; i++) {
        key = arr[i];
        j = i - 1;
        while (j >= 0 && arr[j] > key) {
            arr[j+1] = arr[j];
            j = j - 1;
        }
        arr[j+1] = key;
    }
}

퀵소트(퀵소트)

퀵 정렬은 효율적인 정렬 알고리즘으로, 배열에서 기준 요소를 선택한 후 배열에서 기준 요소보다 작은 요소는 기준 요소의 왼쪽에, 기준 요소보다 큰 요소는 왼쪽에 배치하는 것을 원칙으로 합니다. 참조 요소의 오른쪽. 그런 다음 전체 배열이 정렬될 때까지 왼쪽 및 오른쪽 부분에 대해 재귀적으로 빠른 정렬을 수행합니다.

다음은 빠른 정렬의 C 언어 코드 구현입니다.

void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi-1);
        quickSort(arr, pi+1, high);
    }
}

int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j < high; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }
    int temp = arr[i+1];
    arr[i+1] = arr[high];
    arr[high] = temp;
    return i+1;
}

쉘 정렬(Shell Sort)

힐 정렬은 삽입 정렬의 개선된 버전인 효율적인 정렬 알고리즘입니다. 일정한 간격을 두고 있는 배열의 원소들을 하나의 그룹으로 나누고 각 그룹에 대해 삽입정렬을 수행한 후 점차적으로 간격을 줄여서 간격이 1이 될 때까지 위의 과정을 반복하는 것이 바로 삽입정렬이다. Hillsort의 시간 복잡도는 간격 시퀀스의 선택에 따라 O(n ^{2) 또는 O(n 3/2)입니다.}

다음은 Hill 정렬의 C 언어 코드 구현입니다.

void shellSort(int arr[], int n) {
    int i, j, gap;
    for (gap = n/2; gap > 0; gap /= 2) {
        for (i = gap; i < n; i++) {
            int temp = arr[i];
            for (j = i; j >= gap && arr[j-gap] > temp; j -= gap) {
                arr[j] = arr[j-gap];
            }
            arr[j] = temp;
        }
    }
}

병합 정렬

병합 정렬은 효율적인 정렬 알고리즘으로, 배열을 재귀적으로 두 개의 하위 배열로 나눈 다음 두 개의 하위 배열을 별도로 정렬하고 최종적으로 정렬된 배열로 병합하는 것이 원리입니다. 병합 정렬의 시간 복잡도는 O(nlogn)입니다.

다음은 병합 정렬의 C 언어 코드 구현입니다.

void mergeSort(int arr[], int l, int r) {
    if (l < r) {
        int m = l + (r-l)/2;
        mergeSort(arr, l, m);
        mergeSort(arr, m+1, r);
        merge(arr, l, m, r);
    }
}

void merge(int arr[], int l, int m, int r) {
    int i, j, k;
    int n1 = m - l + 1;
    int n2 = r - m;
    int L[n1], R[n2];
    for (i = 0; i < n1; i++) {
        L[i] = arr[l+i];
    }
    for (j = 0; j < n2; j++) {
        R[j] = arr[m+1+j];
    }
    i = 0;
    j = 0;
    k = l;
    while (i < n1 && j < n2) {
        if (L[i] <= R[j]) {
            arr[k] = L[i];
            i++;
        } else {
            arr[k] = R[j];
            j++;
        }
        k++;
    }
    while (i < n1) {
        arr[k] = L[i];
        i++;
        k++;
    }
    while (j < n2) {
        arr[k] = R[j];
        j++;
        k++;
    }
}