二进制插入排序的C程序介绍

插入排序是一种简单且常用的排序算法，可以将一个未排序的数组或列表按顺序排列。而二进制插入排序则是在传统插入排序的基础上做了优化，利用了二进制搜索法来查找插入位置，提高了排序的效率。

二进制插入排序的原理

1. 首先，将待排序的数组分为有序区和无序区。有序区的元素是排好序的，无序区的元素为待排序的元素。
2. 然后，遍历无序区中的每一个元素，将它插入到有序区中的合适位置。
3. 在插入元素之前，对有序区进行二分查找，找到该元素在有序区中的位置。
4. 将有序区中该位置以及之后的元素向后移动一位，腾出空间给待排序元素。
5. 最后，将待排序元素插入到该位置并将有序区的长度加1。

二进制插入排序的C程序

下面是一个实现二进制插入排序的C程序。程序首先需要定义一个二分查找函数 binary_search()，然后利用该函数进行排序。

#include <stdio.h>

// 二分查找函数
int binary_search(int arr[], int left, int right, int target) {
    while (left <= right) {
        int mid = left + (right - left) / 2;
        if (arr[mid] < target) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }
    return left;
}

// 二进制插入排序函数
void binary_insertion_sort(int arr[], int size) {
    for (int i = 1; i < size; i++) {
        int temp = arr[i];
        int j = i - 1;
        int index = binary_search(arr, 0, j, temp);
        while (j >= index) {
            arr[j + 1] = arr[j];
            j--;
        }
        arr[j + 1] = temp;
    }
}

// 主函数，用于测试二进制插入排序
int main() {
    int arr[10] = {9, 1, 6, 8, 4, 3, 2, 0, 5, 7};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(int);
    binary_insertion_sort(arr, size);
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

上述程序首先定义了一个二分查找函数 binary_search()，用于在有序区中查找待排序元素的插入位置。然后定义了二进制插入排序函数 binary_insertion_sort()，包含二进制查找和插入两个步骤。最后在主函数中定义一个数组并对其进行排序，将结果输出。

程序输出为：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9。

总结

二进制插入排序是一种较快的排序算法，它运用了二分查找的思想，将排序过程中的比较次数降到了对数级别，提高了排序的效率。开发者们可以通过阅读该程序加深对指针操作以及查找、排序等相关算法的理解。