C语言学习笔记——排序和查找

1.排序算法的介绍

排序也称排序算法(Sort Algorithm)，排序是将一组数据，依指定的顺序进行排列的过程

1.1排序的分类

（1）内部排序：指将需要处理的所有数据都加载到内部存储器(内存)中进行排序

（2）外部排序：数据量过大，无法全部加载到内存中，需要借助外部存储进行排序

1.2冒泡排序

1.2.1冒泡排序的介绍

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从前向后（从下标较小的元素开始），依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部

将五个无序的数：{3, 9, -1, 10, -2} 使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列

1.2.2冒泡排序的代码示例

用户输出一个数列，使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列

#include
void main() {
	int arr[10], i, strLen, j ,temp;
	strLen = sizeof(arr) / sizeof(int);
	for (i = 0; i < strLen; i++) {
		printf("请输入数字：");
		scanf_s("%d", &arr[i]);
	}
	for (j = 0; j < strLen - 1; j++) {//外层循环用来控制遍历的轮数
		for (i = 0; i < strLen - 1 - j; i++) {//内层循环用来控制每轮的次数
			if (arr[i] > arr[i + 1]) {
				temp = arr[i];//如果此次遍历的数组元素比下一个要遍历的元素大
				arr[i] = arr[i + 1];//则通过temp变量，进行两个元素的数值的交换
				arr[i + 1] = temp;
			}
		}
	}
	for (i = 0; i < strLen; i++) {//依次输出冒泡排序后的数组
		printf("%d\t", arr[i]);
	}
}

2.查找

2.1.查找介绍

在 C中，我们常用的查找有两种:

1. 顺序查找
2. 二分查找

2.2.查找代码示例

1. 1. 有一个数列：{23， 1， 34,   89， 101}猜数游戏：从键盘中任意输入一个数，判断数列中是否包含该数【顺序查找】 要求: 如果找到了，就提示找到，并给出下标值, 找不到提示没有。

   #include
   void main() {
   	int num, i, j = 0;
   	int arr[5] = { 23, 1, 34, 89, 101 };
   	printf("请输入你要查找的数字：");
   	scanf_s("%d", &num);
   	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++) {//按顺序依次遍历数组
   		if (num == arr[i]) {//判断每次遍历的数组的元素是否等于该数字
   			j = 1;//如果找到数字，将j的数值改为1，用于之后判断是否找到数字
   			break;
   		}
   	}
   	if (j == 1) {
   		printf("你要找的数字在数组中，并且下标为%d", i);
   	}
   	else{
   		printf("你要找的数字不在数组中");
   	}
   }
   

   

2. 请输入一个有序数组进行二分查找，并输入一个数看看该数组是否存在此数，并且求出下 标，如果没有就提示"没有这个数"。 二分查找的前提是，该数组是一个有序数组

   #include
   int find(int low, int high, int num, int arr[]) {
   	int mid;
   	for (mid = (low + high) / 2; low <= high;) {
   		if (arr[mid] == num) {//如果mid指向的数组元素与要找的数字一致
   			return mid;//则return mid 即返回它的下标
   		}
   		else if (arr[mid] > num) {//如果mid指向的数组元素大于要找的数字
   			high = mid - 1;//则说明要找的数字比midmid指向的数组元素小，它的区间应该在mid左侧
   			mid = (low + high) / 2;//因此，high就指向mid - 1的位置
   		}//从而实现到mid左侧进行继续查找
   		else if (arr[mid] < num) {//如果mid指向的数组元素小于要找的数字
   			low = mid + 1;//则说明要找的数字比midmid指向的数组元素大，它的区间应该在mid右侧
   			mid = (low + high) / 2;//因此，mid就指向mid + 1的位置
   		} // 从而实现到mid右侧进行继续查找
   	}
   	return -1;//如果for循环没有return mid 退出，则说明没有找到，执行完后return -1 表示没找到
   }
   void main() {
   	int arr[7], i, num;
   	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++) {
   		printf("请输入数字：");
   		scanf_s("%d", &arr[i]);
   	}
   	printf("请输入要查找的数字：");
   	scanf_s("%d", &num);
   	i = find(0, 6, num, arr);
   	if (i != -1) {
   		printf("你要找的数字在数列中，并且它的下标是%d", i);
   	}
   	else {
   		printf("你要找的数字不在数列中");
   	}
   }

   

3.二维数组

3.1.二维数组代码示例

请用二维数组输出如下图形

0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0

0 2 0 3 0 0

0 0 0 0 0 0

#include
void main() {
	int arr[4][6], i, j;
	for (i = 0; i < 4; i++) {//通过for循环将数组遍历，并给数组元素逐一赋值0
		for (j = 0; j < 6; j++) {
			arr[i][j] = 0;
		}
	}
	arr[2][1] = 2;
	arr[2][3] = 3;
	arr[1][2] = 1;
	for (i = 0; i < 4; i++) {
		for (j = 0; j < 6; j++) {
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
}

1. 首先通过数组的遍历（第一个for循环中，外层for循环为行遍历，内层for循环为列遍历），将数组元素逐一赋值为0
2. 后通过单一数组元素赋值，将某些元素赋值为特定的值
3. 二维数组在计算机中的本质还是一位数组，他的地址是在前一个元素的地址上➕1个数组元素的单位大小（如果是int类型的数组，则➕4；如果是double类型，则➕8；如果是char类型则➕1，以此类推）

3.2.二维数组的使用方式

1. 类型 数组名[大小][大小] = {{值 1,值 2..},{值 1,值 2..},{值 1,值 2..}};

2. 类型 数组名[大小][大小] = { 值 1,值 2,值 3,值 4,值 5,值 6 ..};

3.3.二维数组的练习

1. int arr[3][2]={{4,6},{1,4},{-2,8}};遍历该二维数组，并得到和

   //int arr[3][2] = { {4,6},{1,4},{-2,8} }; 遍历该二维数组，并得到和
   #include
   void main() {
   	int arr[3][2] = { {4,6},{1,4},{-2,8} };
   	int i, j, sum = 0;
   	for (i = 0; i < 3; i++) {//行遍历
   		for (j = 0; j < 2; j++) {//列遍历
   			sum += arr[i][j];//设置一个变量记录每次变量的元素的和
   		}
   	}
   	printf("该数组全部元素的和为%d", sum);
   }

   

2. 定义二维数组，用于保存三个班，每个班五名同学成绩，并求出每个班级平均分、 以及所有班级平均分

   //定义二维数组，用于保存三个班，每个班五名同学成绩，并求出每个班级平均分、 以及所有班级平均分
   #include
   void main() {
   	double arrScore[3][5], score = 0.0, classScore = 0.0, totalScore = 0.0;
   	int i, j;
   	for (i = 0; i < 3; i++) {//行遍历
   		printf("\n");
   		for (j = 0; j < 5; j++) {//列遍历
   			printf("请输入%d班%d号同学的成绩", i +1, j + 1);
   			scanf_s("%lf", &arrScore[i][j]);//将成绩存入数组中
   		}
   	}
   	for (i = 0; i < 3; i++) {
   		classScore = 0.0;//每次列遍历前需要将classScore归零
   		for (j = 0; j < 5; j++) {
   			printf("\n%d班%d号同学的成绩为：%.2f", i + 1, j + 1, arrScore[i][j]);
   			classScore += arrScore[i][j];//统计得到班级的总成绩
   		}
   		totalScore += classScore;//每次列遍历后得到全部的总成绩
   		classScore /= 5;//得到班级的平均成绩
   		printf("\n%d班的平均分为：%.2f：", i + 1, classScore);
   	}
   	totalScore /= 15;//得到全部的平均成绩
   	printf("\n所有班级的平均分为：%.2f", totalScore);
   }

   

3.4.二维数组使用细节和注意事项

1. 可以只对部分元素赋值，未赋值的元素自动取“零”值

   #include
   void main() {
   	int arr[2][3] = { {1}, {2} }, i, j;
   	for (i = 0; i < 2; i++) {
   		for (j = 0; j < 3; j++) {
   			printf("%d\t", arr[i][j]);
   		}
   		printf("\n");
   	}
   }

   

2. 如果对全部元素赋值，那么第一维的长度可以不给出

   #include
   void main() {
   	int arr[][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6}, i, j;
   	for (i = 0; i < 2; i++) {
   		for (j = 0; j < 3; j++) {
   			printf("%d\t", arr[i][j]);
   		}
   		printf("\n");
   	}
   }

   

3. 二维数组可以看作是由一维数组嵌套而成的；如果一个数组的每个元素又是一个数组，那么它就是二维数组。例如：二维数组 a[3][4]可看成三个一维数组，它们的数组名分别为 a[0]、a[1]、a[2]。这三个一维数组都有 4 个元素，如，一维数组 a[0] 的元素为 a[0][0]、a[0][1]、a[0][2]、a[0][3]