插入排序的设计与实现.docx
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插入排序的设计与实现
课程设计任务书
学生姓名：
专业班级：
件0802班
指导教师：
夏红霞工作单位：
计算机科学与技术学院
题目:
插入排序的设计与实现
课程设计要求:
1、熟练掌握基本的数据结构；
2、熟练掌握各种算法；
3、运用高级语言编写质量高、风格好的应用程序。
课程设计任务:
1、系统应具备的功能：
（1）随机产生1000个整数
（2）实现直接插入排序、二路插入排序、二分插入排序和SHELL排序
（3）比较各种插入排序的优劣
2、数据结构设计；
3、主要算法设计；
4、编程及上机实现；
5、撰写课程设计报告，包括：
（1）设计题目；
（2）摘要和关键字；
（3）正文，包括引言、需求分析、数据结构设计、算法设计、程序实现及测试、不足之处、设计体会等；
（4）结束语；
（5）参考文献。
时间安排：
2010年7月5日－9日（第19周）
7月5日查阅资料
7月6日系统设计，数据结构设计，算法设计
7月7日-8日编程并上机调试
7月9日撰写报告
7月10日验收程序，提交设计报告书。
指导教师签名：
2010年7月4日
系主任（或责任教师）签名：
2010年7月4日
设计题目插入排序的设计与实现
摘要：
该程序直接实现了产生1000个随机数，并对其进行4种排列的功能
关键字：
随机数直接插入排序二分排序二路排序SHELL排序
一引言：
在各行各业中，大规模的数据处理会经常出现，对数据进行一定规律的排序有利于更方便地对数据进行处理，方便人们处理实际问题。
更好的排序方法可以节省更多的工作时间，无疑可以大大提高实际生产的效率
二需求分析：
对于大量数据的分析与处理，更好的排序方法会大大提高效率，节省工作时间
三数据结构设计：
主要为顺序表
四算法设计：
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
constintN=1000;
#defineElemTypeint
//以下为直接插入排序
voidinsertsort（ElemTypeR[],intn）
{
inti,j;
for（i=2;i<=n;i++）
{
R[0]=R[i];
j=i-1;
while（R[0]{
R[j+1]=R[j];
j--;
}
R[j+1]=R[0];
}
}
//以下为二分插入排序
voidBinaryInsertSort（ElemTypeR[],intn）
{
inti,j,low,high,mid;
for（i=2;i<=n-1;i++）
{
R[0]=R[i];
low=1;
high=i-1;
while（low<=high）
{
mid=（low+high）/2;
if（R[0]high=mid-1;
else
low=mid+1;
}
for（j=i-1;j>=high+1;--j）
R[j+1]=R[j];
R[high+1]=R[0];
}
}
//以下为SHELL排序
voidShellSort（ElemTypeR[],intn）
{
inti,j;
for（intd=n/2;d>=1;d/=2）//d表示增量大小，增量每次整除二，第一次为n/2
{
for（i=d;i{//对每个元素直接插入到相应子序列的序列表中
ElemTypetemp=R[i];//将待插入对象暂存temp
for（j=i-d;j>=0;j-=d）
{//在组内向前顺序进行比较和移动
if（temp>R[j]）
R[j+d]=R[j];
else
break;
}
R[j+d]=temp;
}
}
}
//以下为二路插入排序
intmy_sort（ElemTypeR[],intn）
{
intfirst,final;//头尾指针
intcache[128];//中转站
inti,j,k=0;//i,j循环变量k计数器
for（i=0;i{
if（0==i）
{
first=0;
final=0;
cache[0]=R[0];
}
else
{
if（R[i]>=cache[final]）
{
final++;
cache[final]=R[i];
k++;
}
elseif（R[i]<=cache[first]）
{
if（first==0）first=n;
first--;
cache[first]=R[i];
k++;
}
else
{
for（j=first;R[i]>cache[j];）
{
if（0==j）
cache[n-1]=cache[0];
else
cache[j-1]=cache[j];
k++;j++;
if（j==n）j=0;
}
if（0==first）first=n-1;
elsefirst--;
if（0==j）j=n;
cache[j-1]=R[i];
k++;
}
}
}
for（i=first,j=0;j{
R[j]=cache[i];
i++;
if（i==n）i=0;
}
returnk;
}
//输出数组中的元素
voidprint（ElemTypeR[],intn）
{
for（inti=1;i<=n-1;i++）
{
if（i%10==0）{cout<cout<}
cout<}
intmain（）
{
charch;
//doubledifftime（time_ttime2,time_ttime1）;
ElemTypeR[N],T[N];
time_tt1,t2;
doublett1,tt2,tt3,tt4;
srand（time（0））;
for（inti=0;i<=N-1;i++）
T[i]=rand（）;//产生随机数
print（T,N）;//输出随机数
cout<<"直接插入排序开始：
（Y/N）";
cin>>ch;
if（ch=='Y'）
{
for（inti=0;iR[i]=T[i];
t1=time（NULL）;//直接插入排序开始前的时间
insertsort（R,N）;
t2=time（NULL）;//直接插入排序结束后的时间
tt1=difftime（t2,t1）;//直接插入排序所花费的时间
print（R,N）;
}
cout<<"二分插入排序：
（Y/N）";
cin>>ch;
if（ch=='Y'）
{
for（inti=0;iR[i]=T[i];
t1=time（NULL）;
BinaryInsertSort（R,N）;
t2=time（NULL）;
tt2=difftime（t2,t1）;
print（R,N）;
}
cout<<"SHELL排序开始：
（Y/N）";
cin>>ch;
if（ch=='Y'）
{
for（inti=0;iR[i]=T[i];
t1=time（NULL）;
ShellSort（R,N）;
t2=time（NULL）;
tt3=difftime（t2,t1）;
print（R,N）;
}
cout<<"二路插入排序：
（Y/N）";
cin>>ch;
if（ch=='Y'）
{
for（inti=0;iR[i]=T[i];
t1=time（NULL）;
BinaryInsertSort（R,N）;
t2=time（NULL）;
tt4=difftime（t2,t1）;
print（R,N）;
}
cout<<"直接插入排序花费的时间为：
"<cout<<"二分插入排序花费的时间为：
"<cout<<"SHELL排序花费的时间为"<cout<<"二路插入排序花费的时间为：
"<system（"pause"）;
}
五程序运行结果：
图1
首先产生1000个随机数并询问是否进行直接插入排序（注：
由于1000个数据较多，截图并未全部显示，下同）
输入“Y”后按下回车进行下一步
图2
得出直接排序结果并询问是否进行二分插入排序
再输入“Y”按回车进行二分插入排序：
图3
二分插入排序结果
进行SHELL排序：
图4
SHELL排序结果
二路插入排序结果，并得出运行时间：
图5
六不足之处
由于程序自身的对运行时间的计算算法存在问题，以及计算机在对时间进行计算时，对较短的时间全部忽略为0，导致最终运算结果所有排序方法所得结果皆为0
七设计体会
我在制作这个程序时，本来准备采取书上的算法，后来为了更好地嵌入程序，将其改为了纯数组的方法。
在写程序的过程，由于一些细节问题处理不当，导致开始调试时出现了问题，尤其是对于循环条件的把握，进行了多次修改，达到成功运行。
经过这些时日的设计，调试与运行，很好的锻炼了我的编程能力，主要是经过对实际问题的编程训练，大大拓宽了我的思路，不再拘泥于书上的一些算法，可以自己总结比较一些其他的算法，对自己编程思想的锻炼起了很大的作用。
亦提升了自己对计算机的兴趣，对将来的更深远的学习无疑是有利的。
八结束语
本程序就数据的多种插入排序方法进行了直接实现，通过不同的方法达到了排序的目的，但由于自身问题已经程序运行较快等问题，在不同排序方法的比较上略有欠佳。
参考文献
严蔚敏吴伟民：
《数据结构》清华大学出版社
谭浩强：
C++程序设计
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