北京理工大学数据结构实验报告4.docx
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北京理工大学数据结构实验报告4
《数据结构与算法统计》
实验报告
——实验四
学院：
班级：
学号：
姓名：
一、实验目的
1、熟悉VC环境，学会使用C语言利用顺序表解决实际问题。
2、通过上机、编程调试，加强对线性表的理解和运用的能力。
3、锻炼动手编程，独立思考的能力。
二、实验内容
从键盘输入10个数，编程实现分别用插入排序、交换排序、选择排序算法进行排序，输出排序后的序列。
三、程序设计
1、概要设计
为了实现排序的功能，需要将输入的数字放入线性表中，进行进一步的排序操作。
（1）抽象数据类型：
ADTSqList{
数据对象：
D=
数据关系：
R1=
基本操作：
InPut（SqList&L）
操作结果：
构造一个线性表L。
OutPut（SqListL）
初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
按顺序在屏幕上输出L的数据元素。
InsertSort（SqList&L）
初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
对L的数据元素进行插入排序。
QuickSort（SqList&L）
初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
对L的数据元素进行快速排序。
SelectSort（SqList&L）
初始条件：
线性表L已存在。
操作结果：
对L的数据元素进行选择排序。
}ADTSqList
⑵主程序流程
由主程序首先调用InPut（L）函数创建顺序表，调用InsertSort（L）函数进行插入排序，调用OutPut（L）函数显示排序结果。
再由主程序首先调用InPut（L）函数创建顺序表，调用QuickSort（L）函数进行交换排序，调用OutPut（L）函数显示排序结果。
再由主程序首先调用InPut（L）函数创建顺序表，调用SelectSort（L）函数进行选择排序，调用OutPut（L）函数显示排序结果。
⑶模块调用关系
由主函数模块调用创建顺序表模块，排序模块与显示输出模块。
⑷流程图
2、详细设计
（1）数据类型设计
#defineMAXSIZE15//用作示例的小顺序表的最大长度
typedefstruct
{
intkey;//关键字项
intotherinfo;//其它数据项
}RedType;//记录类型
typedefstruct
{
RedTyper[MAXSIZE+1];//r[0]闲置或用作哨兵单元
intlength;//顺序表长度
}SqList;//顺序表类型
（2）操作算法设计
voidInPut（SqList&L）
//输入数字，创建顺序表
{
inti;
printf（"请输入10个数字:
\n"）;
L.length=10;
for（i=1;i<=L.length;i++）
{
scanf（"%d",&L.r[i].key）;
}
}
voidInsertSort（SqList&L）
//对顺序表L作直接插入排序
{
inti,j;
for（i=2;i<=L.length;i++）
{
if（L.r[i].key{
L.r[0].key=L.r[i].key;//复制为哨兵
L.r[i].key=L.r[i-1].key;
for（j=i-2;L.r[0].key{
L.r[j+1].key=L.r[j].key;//记录后移
}
L.r[j+1].key=L.r[0].key;//插入到正确位置
}
}
}
intPartition（SqList&L,intlow,inthigh）
//交换顺序表L中子表r[low…high]的记录，枢轴记录到位，并返回其所在位置，
/此时在它之前（后）的记录均不大（小）于它。
{
intpivotkey;
L.r[0].key=L.r[low].key;//用子表的第一个记录作枢轴记录
pivotkey=L.r[low].key;//枢轴记录关键字
while（low{
while（low=pivotkey）
{
--high;//将比枢轴记录小的记录移到低端
}
L.r[low].key=L.r[high].key;
while（low{
++low;//将比枢轴记录大的记录移到高端
}
L.r[high].key=L.r[low].key;
}
L.r[low].key=L.r[0].key;//枢轴记录到位
returnlow;//返回枢轴位置
}
voidQSort（SqList&L,intlow,inthigh）
//对顺序表L中的子序列L.r[low…high]作快速排序
{
intpivotloc;
if（low{
pivotloc=Partition（L,low,high）;//将L.r[low…high]一分为二
QSort（L,low,pivotloc-1）;//对低子表递归排序，pivotloc是枢轴位置
QSort（L,pivotloc+1,high）;//对高子表递归排序
}
}
voidQuickSort（SqList&L）
//对顺序表L做快速排序
{
QSort（L,1,L.length）;
}
voidSelectSort（SqList&L）
//对顺序表L作简单选择排序
{
inti,j,k;
for（i=1;i{
k=i;
for（j=i+1;j{
if（L.r[j].key{
k=j;
}
}
if（i!
=k）//与第i个记录交换
{
L.r[0].key=L.r[i].key;
L.r[i].key=L.r[k].key;
L.r[k].key=L.r[0].key;
}
}
}
voidOutPut（SqListL）
//输出顺序表
{
inti;
for（i=1;i<=L.length;i++）
{
printf（"%d",L.r[i].key）;
}
printf（"\n"）;
}
⑶主函数设计
voidmain（）//主程序
{
SqListL;
printf（"插入排序法:
\n"）;
InPut（L）;//创建线性表L
InsertSort（L）;//对L进行插入排序
OutPut（L）;//输出线性表L
printf（"交换排序法:
\n"）;
InPut（L）;//创建线性表L
QuickSort（L）;//对L进行交换排序
OutPut（L）;//输出线性表L
printf（"选择排序法:
\n"）;
InPut（L）;//创建线性表L
SelectSort（L）;//对L进行选择排序
OutPut（L）;//输出线性表L
}
四、程序调试分析
⑴在快速排序中，对一些后引入的变量，如pivotkey没有声明，导致编译失败。
⑵在直接插入排序中，由于对程序理解不深，将if的{}扩错了位置，导致程序不能按预期输出。
五、程序运行结果
测试一：
插入排序法:
请输入10个数字:
1357924680
0123456789
交换排序法:
请输入10个数字:
1357924680
0123456789
选择排序法:
请输入10个数字:
1357924680
1234567890
测试二：
插入排序法:
请输入10个数字:
49386597761327675234
13273438495265677697
交换排序法:
请输入10个数字:
49386597761327675234
13273438495265677697
选择排序法:
请输入10个数字:
49386597761327675234
13273849526567769734
六、程序清单
#include
#include
#defineMAXSIZE15//用作示例的小顺序表的最大长度
typedefstruct
{
intkey;//关键字项
intotherinfo;//其它数据项
}RedType;//记录类型
typedefstruct
{
RedTyper[MAXSIZE+1];//r[0]闲置或用作哨兵单元
intlength;//顺序表长度
}SqList;//顺序表类型
voidInPut（SqList&L）;
voidInsertSort（SqList&L）;
voidOutPut（SqListL）;
voidQuickSort（SqList&L）;
voidQSort（SqList&L,intlow,inthigh）;
voidSelectSort（SqList&L）;
voidmain（）//主程序
{
SqListL;
printf（"插入排序法:
\n"）;
InPut（L）;//创建线性表L
InsertSort（L）;//对L进行插入排序
OutPut（L）;//输出线性表L
printf（"交换排序法:
\n"）;
InPut（L）;//创建线性表L
QuickSort（L）;//对L进行交换排序
OutPut（L）;//输出线性表L
printf（"选择排序法:
\n"）;
InPut（L）;//创建线性表L
SelectSort（L）;//对L进行选择排序
OutPut（L）;//输出线性表L
}
voidInPut（SqList&L）//输入数字，创建顺序表
{
inti;
printf（"请输入10个数字:
\n"）;
L.length=10;
for（i=1;i<=L.length;i++）
{
scanf（"%d",&L.r[i].key）;
}
}
voidInsertSort（SqList&L）//对顺序表L作直接插入排序
{
inti,j;
for（i=2;i<=L.length;i++）
{
if（L.r[i].key{
L.r[0].key=L.r[i].key;//复制为哨兵
L.r[i].key=L.r[i-1].key;
for（j=i-2;L.r[0].key{
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