发表于 2018-11-14 07:11:16   |   已被 访问: 479 次   |   分类于:   C语言   |   暂无评论

编程语言说到底只是工具，编写代码本质上就是使用工具干活，和建筑工人使用建筑工具干活没什么两样。让编程具有魅力的是算法，拿到问题，能够设计出解决方案并且完成代码的是程序员，只会按照步骤编码的是码农。git 之父 linus（也是 linux 之父）在谈及 git 时说，git 本身使用的编程技巧不值一谈，他真正感到骄傲的是 git 的设计。

那，什么是算法呢？

按照百度百科的解释，算法是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。这样的定义非常一本正经，按照我的理解，算法就是解决问题的方法，是将一组输入转化成一组输出的一系列计算步骤，只不过每一个计算步骤都要能在有限时间内完成。

每一个计算步骤都要能在有限时间内完成，至于为什么，读者可以自己考虑一下哈。

例如在《》一节中，已知长方形对角两点坐标，计算它的面积时，方法就是：计算长方形的长、宽，再利用公式 面积=长 x 宽。这就是算法。算法是解决一类问题的，只解决特定问题谈算法没有意义。比如，一个排序算法应该能够对任意一个数组排序，而不是只能对某一个特定数组排序。如果对数组 int a[] = {1,3,4,2}; 排序，写了这样的一个函数：

void sort()
{
    a[0] = 1;
    a[1] = 2;
    a[2] = 3;
    a[3] = 4;
}

那显然这不叫算法，因为换一个数组这个方法就失效了，没有通用性。真正的数组排序算法，应该能够处理任意一组数据，并且都能输出正确的结果。

如果对任意一个输入，算法都能在有限的时间内输出正确的结果，则称该算法是正确的。所以算法出错有两种可能，要么是算法会无限的计算下去，要么就是算法输出了错误的结果。

不正确的算法，只要其错误率可控，有时候可能是有用的。比如求一个方程的精确解可能开销很大（比如要花费很长时间），但是求误差允许范围内的近似解却很快就能完成，这也是可以接受的。

解决一个问题的方法（算法）绝大多数情况下，都不止一种，合格的程序员应该尽量设计出开销更小的算法。接下来几节，包括本节，我们将介绍几种经典的数组排序查找算法，一起来感受下不同算法的差异。

C 语言数组的插入排序法

对于少量元素的排序，插入排序法是一个有效的算法。插入排序就像我们玩扑克牌一样，拿到一张牌后，我们从右往左（或从左往右）将它与已在手中的每张牌做比较，以此决定它的插入位置。

就像图中拿到一张梅花7，发现它比 10 小，继续往左看，发现它比 5 大，所以把它插在 5 和 10 之间。为什么不继续比较左边的 4 和 2 呢？这是因为之前的牌已经是排好序的。把 7 插入以后，一手牌又是排好序的了，下次接到牌可以继续按照这个方法决定插入位置。

使用 C 语言编程对数组进行插入排序也是一样的道理，只不过数组的两个元素之间不能插入，只能将插入点之后的元素往后移动一个单元。好了，现在思路清晰了，可以写出算法了，请看如下代码：

#include <stdio.h>
int a[5] = { 9, 7, 3, 1, 8 };
void insertion_sort(void)
{
    int i = 0, j = 0;
    int cur = 0;    /** 要比较的值 */
    for (j = 1; j < 5; ++j) {
        /** 每次排序前，打印出数组元素 */
        printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", a[0], a[1], a[2], a[3], a[4]);
        cur = a[j];
        i = j - 1;
        /** 将 cur 与它左边的值一一比较 */
        while ( (0 <= i)&&(cur<a[i]) ) {
            a[i+1] = a[i];
            --i;
        }
        a[i+1] = cur;
    }
    /** 排序完成后，打印出数组元素 */
    printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", a[0], a[1], a[2], a[3], a[4]);
}
int main(void)
{
    insertion_sort();
    return 0;
}

容易看出，使用 C 语言解决这个排序问题时，我们并没有使用多少“技巧”，都是简单的赋值，if 判断以及循环。解决这个问题，最难的是设计算法，而不是编写代码，算法弄通了，代码很快就写好了。