Bubblesort();
初始条件:
数组已经存在。
基本思想:
两两比较待排序记录的键值,并交换不满足顺序要求的那些偶对,直到全部满足顺序要求为止。
QuickSort(intlow,inthigh);
初始条件:
数组已经存在。
基本思想:
在待排序的n个记录中任取一个记录(通常取第一个记录),以该记录的键值为基准用交换的方法将所有记录分成两部分,所有键值比它小的安置在一部分,所有键值比它大的安置在另一部分,并把该记录排在两部分的中间,也就是该记录的最终位置。
这个过程称为一趟快速排序。
然后分别对所划分的两部分重复上述过程,一直重复到每部分内只有一个记录为止排序完成。
Selectsort();
初始条件:
数组已经存在。
基本思想:
每次从待排序的记录中选出键值最小(或最大)的记录,顺序放在已排序的记录序列的最后,直到全部排完。
对待排序的文件进行n-1趟扫描,第i趟扫描选出剩下的n-i+1个记录,并与第i个记录交换。
Heap();
初始条件:
数组已经存在。
基本思想:
对一组待排序的的键值,首先是把它们按堆的定义排列成一个序列(称为初建堆),这就找到了最小键值,然后把最小的键值取出,用剩下的键值再重建堆,便得到次小键值,如此反复进行,知道把全部键值排好序为止。
}ADT排序
3.2模块划分
本程序包括两个模块:
(1)主程序模块
voidmain()
{
初始化;
随机数的产生;
调用子函数
};
(2)子函数模块:
实现直接插入排序的抽象数据类型。
实现希尔排序的抽象数据类型。
实现冒泡排序的抽象数据类型。
实现快速排序的抽象数据类型。
实现选择排序的抽象数据类型。
实现堆排序的抽象数据类型。
最后输出相应算法的比较次数(至少有五种不同的数据)和移动次数(关键字的交换记为三次移动)。
从而直观的判断各内部排序算法性能的优劣性。
4详细设计
4.1数据类型的定义
(1)直接插入排序类型:
voidInsertsort();
(2)希尔排序类型:
voidShellsort();
(3)冒泡排序类型:
voidBubblesort();
(4)快速排序类型:
voidQuickSort(intlow,inthigh);
(5)选择排序类型:
voidSelectsort();
(6)堆排序类型:
voidHeap();
4.2主要模块的算法描述
下面是主程序的结构图和几个主要模块的流程图:
循环
4.21主程序结构图
N
NY
Y
N
Y
4.22冒泡排序关键字比较次数和移动次数的流程图
N
Y
4.23选择排序关键字比较次数和移动次数的流程图
N
Y
4.24堆排序关键字比较次数和移动次数的流程图
5测试分析
进行了99趟排序后,得到了最终的排序结果,并且也知道了直接插入排序的比较次数和移动次数
了解了直接插入排序的性能后,下面是希尔排序的性能比较:
了解了希尔排序的性能后,下面是冒泡排序的性能比较:
了解了冒泡排序的性能后,下面是快速排序的性能比较:
了解了快速排序的性能后,下面是选择排序的性能比较:
了解了选择排序的性能后,下面是堆排序的性能比较:
以上就是对六种排序算法的一种演示,经过观察和分析我们可以比较六种排序的性能。
6课程设计总结
通过本次课程设计,我对直接插入排序,希尔排序,选择排序等六种排序的概念有了一个新的认识,也慢慢地体会到了它们之间的奥妙。
这次的课程设计,加强了我的动手,思考和解决问题的能力。
巩固和加深了我对数据结构的理解,也让我懂得了理论与实际相结合是非常重要的,更让我进一步明白了“团结就是力量”这句话的含义。
在整个设计过程中,构思是很花时间的。
调试时经常会遇到这样那样的错误,有的是因为粗心造成的语法错误。
当然,很多是因为用错了方法,总是实现不了。
同时在设计过程中发现了自己的不足之处,对以前所学过的知识理解的不够深刻,掌握的不够透彻。
根据我在课程设计中遇到的问题,我将在以后的学习过程中注意以下几点:
1、多在实践中锻炼自己;
2、写程序的过程中要考虑周到;
3、在做设计的时候要有信心,有耐心,切勿浮躁。
此次的课程设计得以顺利完成,与黄同成老师的耐心指导和同学们的及时帮助是分不开的。
当我在编写程序遇到难题时,是黄老师的耐心指导,我才可以突破一个个难关。
在程序设计过程中,同学们给我的鼓励和帮助使我信心倍增。
在此我再次向黄同成老师和热心帮助我的同学表示深深的谢意。
参考文献
[1]黄同成,黄俊民,董建寅.数据结构[M].北京:
中国电力出版社,2008
[2]董建寅,黄俊民,黄同成.数据结构实验指导与题解[M].北京:
中国电力出版社,2008
[3]严蔚敏,吴伟民.数据结构(C语言版)[M].北京:
清华大学出版社,2002
[4]刘振鹏,张晓莉,郝杰.数据结构[M].北京:
中国铁道出版社,2003
附录(源程序清单)
#include
#include
#include
#include
#defineL100
#defineFALSE0
#defineTRUE1
/*typedefstruct
{
intkey;
charotherinfo;
}RecType;*/
//typedefRecTypeSeqlist[L+1];
ints[100],R[100];
intnum;
inttimes=0,changes=0;
//SeqlistR;
voidInsertsort();
voidBubblesort();
voidQuickSort(intlow,inthigh);
voidShellsort();
voidSelectsort();
voidHeap();
intPartition();
voidmain()
{
//SeqlistS;
inti,k;
charch1,ch2,q;
printf("产生100个随机数:
\n");
srand((unsigned)time(NULL));
for(i=1;i<=L;i++)
{
s[i]=rand()%100;
}
for(i=1;i<=L;i++)
{
printf("%4d",s[i]);
}
printf("\n\t排序数据已经输入完毕!
");
for(i=1;i<=L;i++)
R[i]=s[i];
ch1='y';
while(ch1=='y'||ch1=='Y')
{
printf("\n\n\n\n\n\t\t\t排序性能分析\n");
printf("\t\t***************************************\n");
printf("\t\t*1--------直接插入排序---------*\n");
printf("\t\t*2--------希尔排序---------*\n");
printf("\t\t*3--------冒泡排序---------*\n");
printf("\t\t*4--------快速排序----------*\n");
printf("\t\t*5--------选择排序---------*\n");
printf("\t\t*6--------堆排序----------*\n");
printf("\t\t*0--------返回----------*\n");
printf("\t\t***************************************\n");
printf("\t\t请选择菜单号(0---6):
");
scanf("%c",&ch2);getchar();
for(i=1;i<=L;i++)
R[i]=s[i];
switch(ch2)
{
case'1':
Insertsort();break;
case'2':
Shellsort();break;
case'3':
Bubblesort();break;
case'4':
printf("\n\t\t尚未排序的数据为(回车继续):
");
for(k=1;k<=L;k++)
printf("%5d",R[k]);
getchar();printf("\n");
num=0;QuickSort(1,L);
break;
case'5':
Selectsort();break;
case'6':
Heap();break;
case'0':
ch1='n';break;
default:
printf("\t\t输入错误!
请重新输入!
\n\t\t");
}
if(ch2!
='0')
{
if(ch2=='2'||ch2=='3'||ch2=='4'||ch2=='5'||ch2=='6'||ch2=='7'||ch2=='8')
printf("\n\t排序演示输出完毕!
\n");
printf("\n\t请按回车键返回主菜单...");
q=getchar();
if(q!
='\xA')
{
getchar();ch1='n';
}
}
}
}
voidInsertsort()//直接插入排序
{
inti,j,k,m=0;
printf("\n\t\t尚未排序的数据为(回车继续):
");
for(k=1;k<=L;k++)
printf("%5d",R[k]);
getchar();
printf("\n");
for(i=2;i<=L;i++)
{
if(R[i]{
R[0]=R[i];j=i-1;
while(R[0]{
times++;
changes++;
R[j+1]=R[j];j--;
}
R[j+1]=R[0];
changes++;
}
m++;times++;
}
printf("\n\n");
printf("\t最终排序结果为:
");
for(i=1;i<=L;i++)
printf("%5d",R[i]);
printf("\n");
printf("\n\t直接插入排序的比较次数为%d",times);
printf("\n\t直接插入排序的移动次数为%d",changes);
times=0;
changes=0;
}
voidShellsort()//希尔排序
{
inti,j,gap,x,m=0,k;
printf("\n\t尚未排序的数据为(回车继续):
");
for(k=1;k<=L;k++)
printf("%5d",R[k]);
getchar();
printf("\n");
gap=L/2;
while(gap>0)
{
for(i=gap+1;i<=L;i++)
{
j=i-gap;
while(j>0)
{
times++;
if(R[j]>R[j+gap])
{
x=R[j];R[j]=R[j+gap];
R[j+gap]=x;
j=j-gap;
changes++;
}
else
j=0;
}
}
gap=gap/2;
m++;
}
printf("\n\n");
printf("\t最终排序结果为:
");
for(i=1;i<=L;i++)
printf("%5d",R[i]);
printf("\n");
printf("\n\t希尔排序的比较次数为%d",times);
printf("\n\t希尔排序的移动次数为%d",changes);
times=0;
changes=0;
}
voidBubblesort()//冒泡排序
{
inti,j,k;
intexchange;
printf("\n\t\t尚未排序的数据为(回车继续):
");
for(k=1;k<=L;k++)
printf("%5d",R[k]);
getchar();
printf("\n");
for(i=1;i<=L;i++)
{
exchange=FALSE;
for(j=L;j>=i+1;j--)
{
times++;
if(R[j]{
R[0]=R[j];
R[j]=R[j-1];
R[j-1]=R[0];
exchange=TRUE;
changes+=3;
}}
if(exchange);
}
printf("\n\n");
printf("\t最终排序结果为:
");
for(i=1;i<=L;i++)
printf("%5d",R[i]);
printf("\n");
printf("\n\t冒泡排序的比较次数为%d",times);
printf("\n\t冒泡排序的移动次数为%d",changes);
times=0;
changes=0;
}
intPartition(inti,intj)//快速排序
{
intpirot=R[i];
while(i{
while(i=pirot)
{j--;
times++;
}
if(i{R[i++]=R[j];
changes++;
}
while(i{i++;
times++;
}
if(i{R[j--]=R[i];
changes++;
}
}
R[i]=pirot;
returni;
}
voidQuickSort(intlow,inthigh)
{
intpirotpos,k,i;
if(low{
pirotpos=Partition(low,high);
num++;
QuickSort(low,pirotpos-1);
QuickSort(pirotpos+1,high);
}
printf("\n\n");
printf("\t最终排序结果为:
\n");
for(i=1;i<=L;i++)
printf("%5d",R[i]);
printf("\n");
printf("\n\t快速排序的比较次数为%d",times);
printf("\n\t快速排序的移动次数为%d",changes);
times=0;
changes=0;
}
voidSelectsort()//选择排序
{
inti,j,k,h;
printf("\n\t\t尚未排序的数据为(回车继续):
");
for(k=1;k<=L;k++)
printf("%5d",R[k]);
getchar();
printf("\n");
for(i=1;i<=L;i++)
{
h=i;
for(j=i+1;j<=L;j++)
{times++;
if(R[j]h=j;
if(h!
=j)
{
R[0]=R[h];R[h]=R[i];R[i]=R[0];
changes+=3;
}
}
}
printf("\n\n");
printf("\t最终排序结果为:
");
for(i=1;i<=L;i++)
printf("%5d",R[i]);
printf("\n");
printf("\n\t选择排序的比较次数为%d",times);
printf("\n\t选择排序的比较次数为%d",changes);
times=0;
changes=0;
}
voidCreateHeap(introot,intindex)//建堆
{
intj,temp,finish;
j=2*root;
temp=R[root];
finish=0;
while(j<=index&&finish==0)
{
if(jif(R[j]{
j++;
times++;
}
if(temp>=R[j])
{
finish=1;//堆建立完成
times++;
}
else
{
R[j/2]=R[j];//父结点=当前结点
j=j*2;
changes++;
}
}
R[j/2]=temp;//父结点=root值
}
voidHeapSort()
{
inti,j,temp,k;
for(i=(L/2);i>=1;i--)//将二叉树转换成堆
CreateHeap(i,L);//建堆
for(i=L-1,k=1;i>=1;i--,k++)
{
temp=R[i+1];//堆(heap)的root值和最后一个值交换
R[i+1]=R[1];
R[1]=temp;
changes+=3;
CreateHeap(1,i);
}
}
voidHeap()
{intk;
printf("\n\t尚未排序的数据为(回车继续):
");
for(k=1;k<=L;k++)
printf("%5d",R[k]);
printf("\n\t");
getchar();
HeapSort();
printf("\n\n");
printf("\t最终排序结果为:
");
for(k=1;k<=L;k++)
printf("%5d",R[k]);
printf("\n");
printf("\n\t堆排序的比较次数为%d",times);
printf("\n\t堆排序的移动次数为%d",changes);
times=0;
changes=0;
}