插入排序算法在放入函数时的行为不同

Insertion sort algorithm behaves differently when put in a function

本文关键字：函数 算法 插入排序      更新时间：2023-10-16

我有以下代码来实现插入排序：

int main()
{   
    const int SIZE = 10;
    int a[SIZE] = {8, 6, 10, 2, 16, 4, 18, 14, 12, 10};
    //insertionSort(a, SIZE);
    // The following code is used in the insertionSort() function call above. To use the function, uncomment the function call above, and comment out the code below
    // Start of code used by insertionSort() function
    int temp;
    for (int i=1; i < SIZE; i++)
    {
        for (int j=i; a[j] < a[j-1]; j--)
        {
            temp = a[j];
            a[j] = a[j-1];
            a[j-1] = temp;
        }
    }
    // End of code used by insertionSort() function
    return 0;   
}
void insertionSort(int a[], const int SIZE)
{
    int temp;
    for (int i=1; i < SIZE; i++)
    {
        for (int j=i; a[j] < a[j-1]; j--)
        {
            temp = a[j];
            a[j] = a[j-1];
            a[j-1] = temp;
        }
    }
}
当

代码在main((中使用时，该算法工作正常，但是当通过insertionSort((调用它时，它会产生错误的结果。

我已经确定问题是这样的：当 j 达到 0 时，内部循环条件(a[j] <a[j-1](不会停止循环，因此它继续使用负索引访问数组。将条件更改为> 0 && a[j]

我想知道为什么这种行为仅在循环在 insertionSort(( 中运行时表现出来，而不是在 main(( 中运行时。

此循环

    for (int j=i; a[j] < a[j-1]; j--)
    {
        temp = a[j];
        a[j] = a[j-1];
        a[j-1] = temp;
    }

调用未定义的行为，因为没有检查j应大于 0 。

否则，例如，当j等于 0 时，可以使用索引-1访问数组之外

的内容 
a[0] < a[-1]

这是一个带有更新循环的演示程序

#include <iostream>
#include <utility>
int main() 
{
    int a[] = { 8, 6, 10, 2, 16, 4, 18, 14, 12, 10 };
    const size_t SIZE = sizeof( a ) / sizeof( *a );
    for ( const auto &item : a ) std::cout << item << ' ';
    std::cout << 'n';
    for ( size_t i = 1; i < SIZE; i++ )
    {
        for ( size_t j = i; j != 0 && a[j] < a[j-1]; --j )
        {
            std::swap( a[j-1], a[j] );
        }
    }
    for ( const auto &item : a ) std::cout << item << ' ';
    std::cout << 'n';
    return 0;
}

它的输出是

8 6 10 2 16 4 18 14 12 10 
2 4 6 8 10 10 12 14 16 18

并将算法包含在函数中

#include <iostream>
#include <utility>
void insertionSort( int a[], size_t n )
{
    for ( size_t i = 1; i < n; i++ )
    {
        for ( size_t j = i; j != 0 && a[j] < a[j-1]; --j )
        {
            std::swap( a[j-1], a[j] );
        }
    }
}
int main() 
{
    int a[] = { 8, 6, 10, 2, 16, 4, 18, 14, 12, 10 };
    const size_t SIZE = sizeof( a ) / sizeof( *a );
    for ( const auto &item : a ) std::cout << item << ' ';
    std::cout << 'n';
    insertionSort( a, SIZE );
    for ( const auto &item : a ) std::cout << item << ' ';
    std::cout << 'n';
    return 0;
}

输出与上图相同

8 6 10 2 16 4 18 14 12 10 
2 4 6 8 10 10 12 14 16 18
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