数组排序算法

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冒泡排序

原理

对比相邻的两个元素值，如果满足条件就交换元素值，把较小的元素移动到数组前面，把大的元素移动到数组后面，也就是交换两个元素的位置。

算法思路

冒泡算法由双层循环实现

• 外部循环用于控制排序轮数，一般为要排序的数组长度减1次，因为最后一次循环只剩下一个数组元素，不需要对比，且数组已经完成排序
• 内部循环主要用于对比数组中每个相邻元素的大小，确定是否交换位置，对比和交换次数随排序轮数而减少

脚本内容

#!/bin/bash
#冒泡排序，升序
arr=(63 4 24 1 3 15)
echo "原始数组为：${arr[@]}"
length=${#arr[@]}
for ((a=1;a<length;a++))
do
        for ((b=1;b<=length-a;b++))
        do
                right=${arr[b]}
                c=$[$b - 1]
                left=${arr[$c]}
                if [ $left -gt $right ];then
                        arr[c]=$right
                        arr[b]=$left
                fi
        done
done
echo "排序后为：${arr[@]}"

解析

1. 获取数组长度，外层循环决定轮数，轮数从1开始，比较轮数为数组长度减1

2. 变量表示数组元素的下标，实现对两个相邻的元素相比较

3. 用变量表示两个相邻的元素

4. 比较两个相邻元素的值排序

运行效果

选择排序

原理

先假定第一个元素最大，用该数依次与后面数比较，如果比较到数比该数大，则后面由较大的数继续与后面数比较，直到比到最后一个数。如果最后一个数不是最大，那就将前面比较的数与最后一个数交换位置。以此类推，大的数不断排到后面，最后完成排序。

算法思路

选择排序算法由双层循环实现

• 外部循环用于控制排序轮数，一般为要排序的数组长度减1次，因为最后一次循环只剩下一个数组元素，不需要对比，且数组已经完成排序
• 内部循环主要用于选出剩余未排序的数中最大的数，然后交换到后面的位置

脚本内容

#!/bin/bash
#选择排序
arr=(63 4 24 1 3 15)
l=${#arr[@]}
for ((a=1;a<l;a++))
do
        n=0
        for ((b=1;b<=l-a;b++))
        do
                if [ ${arr[b]} -gt ${arr[n]} ];then
                        n=$b
                fi
        done
        last=$[$l - $a]
        tmp=${arr[$last]}
        arr[$last]=${arr[$n]}
        arr[$n]=$tmp
done
echo "排序后为：${arr[@]}"

解析

1. 获取数组长度，外层循环决定轮数，默认下标为0的数最大

2. 定义内循环变量为从第二个元素下标开始，用于比较当前假设的最大元素的值，并记录最大元素的下标

3. 获取每轮最后一个比较元素的下标，拿最大的元素和当前轮数的最后一个比较元素交换

运行效果

反转排序

原理

将一个按一定顺序排列（升序或降序）的数组，换个排序方式排列（升序变降序，降序变升序）。

算法思路

从外向内每对数交换值，直到全部交换过结束。如果总数是奇数个，那么中间的数不用管。

脚本内容

#!/bin/bash
#反转排序
arr=(10 20 30 40 50 60 70 80 90)
echo "原始数组：${arr[@]}"
l=${#arr[@]}
for ((a=0;a<l/2;a++))
do
        tmp=${arr[a]}
        arr[a]=${arr[$l-1-$a]}
        arr[$l-1-$a]=$tmp
done
echo "反转后：${arr[@]}"

解析

利用for循环，从外向内读取数，每对数交换值。

运行效果

插入排序

原理

插入排序是指在待排序的元素中，假设前面n-1(其中n>=2)个数已经是排好顺序的，现将第n个数插到前面已经排好的序列中，然后找到合适自己的位置，使得插入第n个数的这个序列也是排好顺序的。
按照此法对所有元素进行插入，直到整个序列排为有序的过程，称为插入排序。

算法思路

插入排序算法使用双层循环实现

• 外层循环对除了第一个元素之外的所有元素
• 内层循环对当前元素前面有序表进行待插入位置查找，并进行移动

脚本内容

#!/bin/bash
#插入排序
arr=(63 4 24 1 5 3)
echo "原始数组：${arr[@]}"
length=${#arr[@]}
for ((a=1;a<length;a++))
do
        for ((b=0;b<a;b++))
        do
                if [ ${arr[$a]} -lt ${arr[$b]} ];then
                        tmp=${arr[$a]}
                        arr[$a]=${arr[$b]}
                        arr[$b]=$tmp
                fi
        done
done

echo "排序后：${arr[@]}"

解析

1. 设定比较轮数，轮数为长度减一。a也同样作为待排序元素下标

2. 确定与待排序元素比较的元素下标范围，将待排序元素与已排序元素进行比较，较大的放在待排序元素位置，较小的放在已排序元素位置

运行效果