C语言复习4：有关数组的基础常见算法
# 数组的常见算法
- 查找算法
1. 基本查找/顺序查找
2. 二分查找/折半查找
3. 插值查找
4. 分块查找
5. 哈希查找
6. 树表查找
7. 斐波那契查找
- 排序算法（顾名思义，就是把没有顺序的数据进行从小到大/从大到小排序）
1. 冒泡排序
2. 选择排序
## 基本查找/顺序查找
- 核心思路：就是从数组的0索引开始，依次往后查找
* 如果找到了，就会返回数据对应的索引
* 如果没找到，就会返回-1
#include<stdio.h>
int order(int arr[], int len, int needFindNum) {
for (int i = 0; i < len; i++)
{
if (arr[i] == needFindNum)
{
return i;
}
}
return -1;
}
int main() {
//1. 定义数组
int arr[] = {11,22,33,44,55};
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
//2. 定义一个变量表示要查找的数据
int num = 55;
//3. main函数外定义一个方法进行顺序查找
int index = order(arr,len,num);
printf("%d\n", index);
return 0;
}
## 二分查找/折半查找
- 前提条件：数组里得数据必须是有序的
- 核心逻辑：每次排除一半的查找范围
- 默认刚开始min是索引为0的值，max是索引为最大的那个值
- 核心思路：
1. min和max表示当前要查找的范围
2. min是min和max中间的
3. 如果要查找的值在mid的左边，缩小范围时，min不变，max等于mid - 1
4. 如果要查找的值在mid的右边，缩小范围时，max不变，min等于mid + 1
* 如果找到了，就会返回数据对应的索引
* 如果没找到，就会返回-1
#include<stdio.h>
int binarySearch(int arr[], int len, int needFindNum) {
//1确定要查找的范围
int min = 0;
int max = len - 1;//注意min,max,mid都是指索引
while (min <= max) {
int mid = min + (max - min)/ 2;//确定中间位置
if (arr[mid] < needFindNum)
{
min = mid + 1;
}
else if (arr[mid] > needFindNum)
{
max = mid - 1;
}
else {
return mid;
}
}
return -1;
}
int main() {
//折半查找/二分查找
int arr[] = {11,22,33,44,55};
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
int num = 33;
int index = binarySearch(arr, len, num);
printf("要查找的值所在索引为：%d\n",index);
return 0;
}## 插值查找
- 要求：数据要有序，且数据分布尽可能得均匀分布一些
- 优势：满足要求，效率比二分查找快，否则反而会更慢。
- 和二分查找相比，mid尽可能得靠近要查找的数据，但是要求数据尽可能的分布均匀。
- 代码和二分查找无异，就是把mid = (min + max)/2; 替换成：
int mid = min + (needFindNum - arr[min]) / (arr[max] - arr[min]) * (max - min);
## 分块查找
- 分块的原则1：前一块中的最大数据，小于后一块中所有的数据（块内无序，快间有序）
- 分块的原则2：块数数量一般等于数字的个数开根号，比如：16个数字一般分为4块左右
- 核心思路：先确定要查找的元素在哪一块，然后块内挨个查找
* 面对无规律的数据，在进行分块时，确保每块数字无交集（哈希查找）
## 哈希查找
- 在分块查找的核心思路上，面对的是无规律的数据，在进行分块时，确保每块数字无交集
## 冒泡排序
- 核心逻辑：相邻的数据两两比较，小的放前面，大的放后面
- 核心思路：
1. 相邻的元素两两比较，大的放右边，小的放左边。（默认排成从小到大）
2. 第一轮比较完毕之后，最大值就已经确定，第二轮以此类推。
3. 如果数据中有n个数据，总共我们只要执行n-1轮的代码就可以了
#include<stdio.h>
void bubbleSort(int arr[] , int len) {
for (int j = 0; j < len - 1; j++)
{
for (int i = 0; i < len - 1 - j; i++) {
if (arr[i] > arr[i+1])
{
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[i + 1];
arr[i + 1] = temp;
}
}
}
}
int main() {
int arr[] = {55,56,33,11,22};
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
bubbleSort(arr, len);
//遍历排完序后的数组
for (int i = 0; i < len; i++)
{
printf("%d ",arr[i]);
}
return 0;
}
## 选择排序
- 核心逻辑：从0索引开始，拿着每一个索引上的元素跟后面的元素依次比较，小的放前面，大的放后面，以此类推。
- 核心思想：
1. 从0索引开始，跟后面的元素进行一一比较
2. 小的放前面，大的放后面
3. 第一轮循环从0索引开始比较，结束后最小的数据已经确定
4. 第二轮……以此类推
#include<stdio.h>
void selectSort(int arr[] ,int len) {
for (int j = 0; j < len - 1; j++)
{
for (int i = j + 1; i < len ;i++) {
if (arr[j] > arr[i])
{
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
}
}
int main() {
int arr[] = { 55,56,33,11,22 };
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
selectSort(arr,len);
//遍历排好序的数组
for (int i = 0; i < len; i++)
{
printf("%d ",arr[i]);
}
return 0;
}