C语言基础排序算法详解：插入、选择与冒泡

// 直接插入排序
void InsertSort(int* a, int n)
{
	assert(a); // 确保传入数组指针有效
	int i;
	// 从第二个元素开始遍历
	for (i = 0; i < n - 1; i++)
	{
		int end = i;
		int x = a[end + 1]; // 保存当前待插入的值

		// 向前查找插入位置，大数后移
		while (end >= 0)
		{
			if (a[end] > x) // 升序判断
			{
				a[end + 1] = a[end];
				end--;
			}
			else
			{
				break; // 找到合适位置
			}
		}
		a[end + 1] = x; // 插入元素
	}
}

// 希尔排序
void ShellSort(int* a, int n)
{
	int gap = n;
	while (gap > 1)
	{
		gap /= 2; // 缩小增量
		for (int i = 0; i < n - gap; i++)
		{
			int end = i;
			int x = a[end + gap]; // 保存带插入值
			// 组内直接插入逻辑
			while (end >= 0)
			{
				if (a[end] > x) // 升序
				{
					a[end + gap] = a[end];
					end -= gap; // 按间隔移动
				}
				else
					break;
			}
			a[end + gap] = x; // 插入元素
		}
	}
}

// 选择排序
void SelectSort(int* a, int n)
{
	int begin = 0, end = n - 1; // 左右边界索引
	while (begin < end)
	{
		int mini = begin;
		// 遍历找出最小值的下标
		for (int i = begin; i <= end; i++)
		{
			if (a[i] < a[mini])
				mini = i;
		}
		Swap(&a[begin], &a[mini]); // 交换到当前位置
		begin++; // 缩小范围
	}
}

// 向下调整：parent为父节点下标，n为堆大小
void Adjustdown(int* a, int n, int parent)
{
	int child = parent * 2 + 1; // 左子节点
	while (child < n)
	{
		// 存在右子节点且右子节点更大时，选中右子节点
		if (child + 1 < n && a[child + 1] > a[child])
		{
			child++;
		}
		// 父节点小于较大子节点，则交换
		if (a[parent] < a[child])
		{
			Swap(&a[parent], &a[child]);
			parent = child;       // 更新父节点位置
			child = parent * 2 + 1; // 更新子节点位置
		}
		else
		{
			break; // 堆结构已恢复
		}
	}
}

// 堆排序 (升序) -> 建大堆
void HeapSort(int* a, int n)
{
	int i;
	// 1. 建堆：从最后一个非叶子节点开始向下调整
	for (i = (n - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--) // 修正公式: (parent-1)/2 对应倒数第二个元素的父节点，此处取(n-2)/2即(n-1-1)/2
	{
		Adjustdown(a, n, i);
	}
	// 2. 排序：交换堆顶与堆尾，调整堆顶
	for (i = n - 1; i >= 0; i--)
	{
		Swap(&a[0], &a[i]);     // 将最大值移至末尾
		Adjustdown(a, i, 0);     // 剩余 i 个元素重新调整为堆
	}
}

// 冒泡排序
void BubbleSort(int* a, int n)
{
	int i, j;
	// n-1 趟
	for (i = 0; i < n - 1; i++)
	{
		// 每趟需要比较的次数随趟数减少
		for (j = 0; j < n - 1 - i; j++)
		{
			if (a[j] > a[j + 1]) // 升序：前大于后则交换
			{
				Swap(&a[j], &a[j + 1]);
			}
		}
	}
}