C测验-101 | 问题5

这是一道关于C语言的测试题目，主要考察对于C语言中数组的理解和运用。在这题中，我们需要通过代码实现对一个一维整型数组中的元素进行排序。

程序需求

编写C程序实现排序一个一维整型数组中的元素，要求按照从小到大的顺序进行排序，并且不能使用现成的库函数实现。

程序设计

一维数组的排序方法很多，其中比较常见的有冒泡排序、插入排序、快速排序等。这里我们选择实现快速排序算法。

快速排序的核心思想是分治法，通过将数组分成左右两个子数组，依次调整各元素的位置，同时递归对子数组进行排序，最终达到整体有序的目的。

快速排序的C代码实现如下：

void quick_sort(int arr[], int low, int high) {
    int i, j, temp, pivot;
    if (low < high) {
        pivot = low;
        i = low;
        j = high;
        while (i < j) {
            while (arr[i] <= arr[pivot] && i < high)
                i++;
            while (arr[j] > arr[pivot])
                j--;
            if (i < j) {
                temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
        temp = arr[pivot];
        arr[pivot] = arr[j];
        arr[j] = temp;
        quick_sort(arr, low, j - 1);
        quick_sort(arr, j + 1, high);
    }
}

其中，arr为待排序的数组，low和high是数组的下标范围，用来标记待排序部分的左右边界。

• 首先判断low和high的值，当low<high时，数组区间内有多余1个的元素。因此需要进行排序操作。
• 选择数组区间的第一个元素为标杆（pivot）。
• 利用两个游标i,j分别从low和high的位置开始，分别移动i，j的位置。
  • 当arr[i]<=arr[pivot]时，i右移。
  • 当arr[j]>arr[pivot]时，j左移。
• 当i<j时，表示arr[i]和arr[j]需要进行交换。
• 交换arr[i]和arr[j]的值，继续上述操作，直到i>=j时停止。
• 交换arr[pivot]和arr[j]的值。
• 对左边区间(low,j-1)和右边区间(j+1,high)分别进行递归调用。

程序测试

为了验证快速排序的正确性，我们需要对程序进行测试。假设原始的元素数组为：

int arr[] = {30, 40, 10, 5, 90, 50, 66, 99, 70, 80};

我们可以进行如下的测试：

int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
quick_sort(arr, 0, n - 1);
printf("排序后的数组为：");
for (int i = 0; i < n; i++)
    printf("%d ", arr[i]);

测试结果：

排序后的数组为：5 10 30 40 50 66 70 80 90 99

可以看出，经过排序之后，原始的数组已经从小到大排列，符合要求。

总结

通过本篇文章，我们介绍了C语言数组排序的实现方法，并通过快速排序算法的实践操作加深了对于数组分治排序算法的理解。同时，这种类型的问题在C语言面试中也是常见的，对于程序员来说也是一种不错的技能点和面试技巧。