算法作为计算机科学的核心，越来越受到广泛关注。在众多算法中，数组排序算法是基础且重要的内容。本文以C语言为例，对数组排序算法进行探究与实践，旨在提高读者对排序算法的理解和应用能力。
一、数组排序算法概述
数组排序算法是指将一组无序的数据元素按照一定的顺序排列成为有序序列的算法。常见的排序算法有冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序等。这些算法在时间复杂度、空间复杂度和稳定性等方面各有特点，适用于不同的场景。
二、冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法，其基本思想是通过比较相邻的元素，将较大的元素交换到数组的后面，直至整个数组有序。以下是冒泡排序的C语言实现：
```c
void bubbleSort(int arr[], int n) {
int i, j, temp;
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
for (j = 0; j < n - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
```
三、选择排序
选择排序的基本思想是每次从待排序的数组中选出最小（或最大）的元素，存放到序列的起始位置，然后继续对剩余未排序元素进行同样的操作，直至整个数组有序。以下是选择排序的C语言实现：
```c
void selectionSort(int arr[], int n) {
int i, j, min_idx, temp;
for (i = 0; i < n - 1; i++) {
min_idx = i;
for (j = i + 1; j < n; j++) {
if (arr[j] < arr[min_idx]) {
min_idx = j;
}
}
temp = arr[min_idx];
arr[min_idx] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
```
四、插入排序
插入排序的基本思想是将数组分为已排序和未排序两部分，初始时已排序部分只有一个元素，未排序部分包含剩余的元素。每次从未排序部分取出一个元素，将其插入到已排序部分的合适位置，直至整个数组有序。以下是插入排序的C语言实现：
```c
void insertionSort(int arr[], int n) {
int i, j, key;
for (i = 1; i < n; i++) {
key = arr[i];
j = i - 1;
while (j >= 0 && arr[j] > key) {
arr[j + 1] = arr[j];
j = j - 1;
}
arr[j + 1] = key;
}
}
```
五、快速排序
快速排序是一种高效的排序算法，其基本思想是选取一个基准元素，将数组分为两个子数组，一个子数组的元素都比基准元素小，另一个子数组的元素都比基准元素大，然后递归地对两个子数组进行排序。以下是快速排序的C语言实现：
```c
int partition(int arr[], int low, int high) {
int pivot = arr[high];
int i = (low - 1);
for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
if (arr[j] < pivot) {
i++;
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
int temp = arr[i + 1];
arr[i + 1] = arr[high];
arr[high] = temp;
return (i + 1);
}
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
if (low < high) {
int pi = partition(arr, low, high);
quickSort(arr, low, pi - 1);
quickSort(arr, pi + 1, high);
}
}
```
本文对C语言数组排序算法进行了探究与实践，介绍了冒泡排序、选择排序、插入排序和快速排序等常用算法。通过对比分析，我们可以发现快速排序在时间复杂度上具有明显优势，适用于处理大量数据。在实际应用中，我们需要根据具体场景选择合适的排序算法，以提高程序效率。
参考文献：
[1] Thomas H. Cormen, Charles E. Leiserson, Ronald L. Rivest, Clifford Stein. 算法导论[M]. 机械工业出版社，2009.
[2] Mark Allen Weiss. 数据结构与算法分析：C语言描述[M]. 机械工业出版社，2010.
