实验四 排序 实验报告文档格式.docx
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编写测试maiｎ（）函数测试线性表的正确性.
2、程序分析
2．1存储结构
说明：
本程序排序序列的存储由链表来完成.
其存储结构如下图所示。
（1）单链表存储结构:
A［２］
１080H
……
A［0]
１0C０H
……
A［3］
NＵLL
A[1]
100０H
（2）结点结构
sｔructNode
{
ﻩｉntdata;
ﻩNoｄｅ＊nexｔ;
｝;
示意图：
2。
2关键算法分析
一:
关键算法
（一）直接插入排序 ｖｏiｄLinkSｏrt:
：
InｓｅrtSoｒt（）
直接插入排序是插入排序中最简单的排序方法，其基本思想是：
依次将待排序序列中的每一个记录插入到一个已排好的序列中,直到全部记录都排好序。
（1）算法自然语言
1.将整个待排序的记录序列划分成有序区和无序区,初始时有序区为待排序记录序列中的第一个记录，无序区包括所有剩余待排序的记录;
2.将无须去的第一个记录插入到有序区的合适位置中,从而使无序区减少一个记录，有序区增加一个记录;
3。
重复执行２,直到无序区中没有记录为止。
（2）源代码
voiｄＬinkSort:
:
IｎseｒｔSort（）ﻩ //从第二个元素开始,寻找前面那个比它大的
ﻩNode*P=froｎt-＞next；
ﻩ ／/要插入的节点的前驱
ﻩwhile（P—>
nexｔ）
{
ﻩNodｅ＊S ＝fｒont；
ﻩﻩ //用来比较的节点的前驱
ﻩwhｉlｅ
（1）
ﻩ{
ﻩﻩﻩＣoｍｐaｒｅＣount++;
ﻩﻩｉｆ（Ｐ—〉next->
daｔa〈Ｓ—〉nｅxt－>
daｔa）ﻩ／／ P的后继比S的后继小则插入
ﻩ｛
ﻩﻩﻩiｎsert（P，S）;
ｂreak;
ﻩ}
ﻩﻩS= S—>
nｅｘt；
ﻩﻩｉf（S==P）ﻩﻩﻩ//若一趟比较结束，且不需要插入
ﻩﻩ{
ﻩﻩP=Ｐ－〉nｅｘt；
ﻩﻩbreａk;
}
ﻩﻩ｝
ﻩ｝
｝
（3）时间和空间复杂度
最好情况下，待排序序列为正序，时间复杂度为O（ｎ）。
最坏情况下，待排序序列为逆序,时间复杂度为O（n２）。
直接插入排序只需要一个记录的辅助空间,用来作为待插入记录的暂存单元和查找记录的插入位置过程中的“哨兵”。
直接插入排序是一种稳定的排序方法.直接插入排序算法简单容易实现，当序列中的记录基本有序或带排序记录较少时，他是最佳的排序方法。
但当待排序的记录个数较多时,大量的比较和移动操作使直接插入排序算法的效率减低。
（二）冒泡排序vｏidLｉnkSort:
ＢｕｂｂleSort（）
冒泡排序是交换排序中最简单的排序方法,其基本思想是：
两两比较相邻记录的关键码，如果反序则交换，直到没有反序的记录为止。
本程序采用改进的冒泡程序。
（１）算法自然语言
1。
将整个待排序的记录序列划分成有序区和无序区,初始状态有序区为空，无序区包括所有待排序的记录.
2.对无序区从前向后依次将相邻记录的关键码进行比较，若反序则交换,从而使得关键码小的记录向前移,关键码大的记录向后移（像水中的气泡，体积大的先浮上来）。
将最后一次交换的位置pos,做为下一趟无序区的末尾.
４。
重复执行2和3，直到无序区中没有反序的记录。
voidLｉnｋSort:
BｕbblｅSort（）
｛
ﻩＮode*P＝fｒont—〉next；
ﻩwhile（P－＞ｎext）ﻩ //第一趟排序并查找无序范围
｛
ﻩCompａreＣｏunt＋+；
ﻩif（P－〉dａta >
P—>
neｘt－〉datａ）
ﻩﻩsｗap（Ｐ，P－〉ｎeｘt）;
ﻩＰ =P－>
next；
}
ﻩNｏde ＊ poｓ =P；
Ｐ=fｒonｔ-〉nexｔ；
whilｅ（poｓ！
=front－〉ｎexｔ）
ﻩ{
ﻩﻩNode* bｏund=pos；
ﻩｐoｓ=ｆront－>
wｈｉle（P－＞ｎext ！
＝ｂounｄ）
ﻩﻩ｛
ﻩCoｍｐarｅCｏunt++;
ﻩif（ P－>
datａ>
Ｐ—>
next—〉dａｔａ）
ﻩﻩﻩ｛
ﻩﻩｓwａｐ（P，P—＞nexｔ）;
ﻩﻩpｏs＝P－＞next;
ﻩﻩ}
ﻩＰ=P－＞ｎeｘt；
ﻩﻩ
ﻩ}
P= front－＞next;
在最好情况下，待排序记录序列为正序,算法只执行了一趟，进行了n－1次关键码的比较，不需要移动记录,时间复杂度为Ｏ（n）；
在最坏情况下,待排序记录序列为反序，时间复杂度为O（ｎ2），空间复杂度为Ｏ（１）.
冒泡排序是一种稳定的排序方法.
初始键值序列［5013559727384965］
第一趟排序结果［13505527384965］97
第二趟排序结果［1350273849］556597
第三趟排序结果［13273849］50556597
第四趟排序结果1327384950556597
冒泡排序过程
（三）快速排序 voidLｉnｋＳｏrt：
Ｑｓorｔ（）
1.首先选一个轴值（即比较的基准），将待排序记录分割成独立的两部分，左侧记录的关键码均小于或等于轴值，右侧记录的关键码均大于或等于轴值。
２．然后分别对这两部分重复上述过程，直到整个序列有序。
整个快速排序的过程递归进行。
ｖoiｄLinkSort:
Ｑsort（）
Nｏｄe *End=froｎt;
ﻩwhile（Ｅnd-＞ｎext）
｛
ﻩﻩEｎd=End－>
nｅxｔ；
｝
Paｒtion（fronｔ，Enｄ）;
}
ｖoidLinkSort：
Paｒｔion（Noｄｅ＊Stａrt, Nodｅ＊End）
ﻩif（Start—〉ｎexｔ=＝Enｄ｜｜Staｒt==Ｅnｄ）ﻩﻩ/／递归返回
ﻩﻩｒeｔｕｒn；
ﻩNodｅ ＊Mｉd＝Ｓtart;
ﻩﻩ ／／基准值前驱
ﻩNｏde＊P= Mid－＞neｘt;
ﻩwhile（P!
＝Eｎd&
&
P！
=End-＞ｎexｔ）
ＣompareCount++；
ﻩif（Miｄ->
nexｔ-〉dａtａ＞P-〉nexｔ－>
ｄaｔａ）ﻩ/／元素值小于轴点值,则将该元素插在轴点之前
ﻩ{
ﻩﻩｉf（ P—＞ｎext＝=Enｄ）ﻩﻩ//若该元素为Eｎd，则将其前驱设为End
ﻩEnd＝ P;
ﻩﻩinsert（P，Mid）;
ﻩMid =Mｉｄ->
nexｔ；
ﻩ}
ﻩelseＰ=Ｐ—>
nｅｘt;
ﻩPartｉon（Start，Mid）;
ﻩ ／/递归处理基准值左侧链表
Parｔion（Ｍｉｄ-〉next，Ｅｎd）;
ﻩ /／递归处理基准值右侧链表
在最好的情况下,时间复杂度为O（ｎlog2ｎ）。
在最坏的情况下,时间复杂度为O（ｎ2）。
快速排序是一种不稳定的排序方法.
（四）简单选择排序
基本思想为：
第i趟排序通过n-ｉ次关键码的比较,在n—i＋１（１≤i≤n—1）各记录中选取关键码最小的记录，并和第i个记录交换作为有序序列的第i个记录。
１．将整个记录序列划分为有序区和无序区,初始状态有序区为空，无序区含有待排序的所有记录。
2.在无序区中选取关键码最小的记录,将它与无序区中的第一个记录交换，使得有序区扩展了一个记录,而无序区减少了一个记录。
不断重复2，直到无序区之剩下一个记录为止。
voｉdLiｎkSｏrt：
ＳeｌectSorｔ（）
ﻩNoｄｅ＊ S＝fｒoｎt；
wｈilｅ（S—＞next—〉nｅxt）
ﻩ｛
ﻩﻩＮoｄe*P=Ｓ;
ﻩＮodｅ*Min ＝ Ｐ;
wｈｉle（Ｐ—〉next） ／/查找最小记录的位置
ﻩﻩＣｏｍpａrｅCount＋+；
ﻩif（P—〉nexｔ—>
ｄatａ〈 Min-＞nexｔ－>
data）
ﻩﻩﻩMin＝Ｐ;
ﻩP＝P-〉next；
ﻩﻩinｓeｒt（Miｎ，S）；
S =S—＞ｎext；
ﻩ}
（３）时间和空间复杂度
简单选择排序最好、最坏和平均的时间复杂度为O（n2）。
简单选择排序是一种不稳定的排序方法.
（五）输出比较结果函数（含计算函数体执行时间代码）
１、依次调用直接插入排序、冒泡排序、快速排序、简单选择排序的函数体，进行序列的排序，并输出相应的比较次数、移动次数。
2、获取当前系统时间。
在调用函数之前设定一个调用代码前的时间，在调用函数之后再次设定一个调用代码后的时间，两个时间相减就是代码运行时间。
说明:
运用QuerｙPerformanceＦreｑｕｅｎcy（）可获取计时器频率；
QuｅｒyPerformaｎceCounter（）用于得到高精度计时器的值。
ｖoidprｉntＲｅsulｔ（ＬｉnkSort＆a，LｉnｋＳorｔ＆ｂ， LiｎｋSort&
c，ＬinｋSorｔ＆ｄ）
{
_ＬARGE_INTEGERtｉｍe_ｓtａrt;
//开始时间
＿ＬARGE_IＮTEGERｔime_ｏｖｅｒ；
/／结束时间
ｄｏublｅ ｄqＦrｅq；
//计时器频率
LＡＲＧE_ＩNTＥGERf;
//计时器频率
QueryＰerfoｒmａnceＦｒeqｕｅnｃy（&
f）；
dqFreq=（dｏuble）f。
QuaｄＰarｔ;
ａ．print（）；
dｏubｌeTimeＣoｕnt;
ﻩCoｍpａreCoｕnt=0;
MoveCouｎｔ=0；
TiｍeCｏunｔ= 0；
QuｅryＰerformanｃeCｏunteｒ（&
time＿start）;
／／记录起始时间
ﻩa．ＩｎserｔＳort（）;
ﻩQueｒｙPeｒｆoｒmancｅCｏunteｒ（＆time_ｏｖer）;
//记录结束时间
TimeCount＝（（tｉｍe_oveｒ.ＱｕaｄＰａrt－ti
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