数据结构排序技术实验报告.docx
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数据结构排序技术实验报告
班级：
计算机11-2学号：
40姓名：
朱报龙成绩：
_________
实验十二排序技术实验
一、实验目的
⑴掌握各种排序算法的基本思想；
⑵掌握各种排序算法的实现方法；
⑶掌握各种排序算法的时间性能及其花费时间的计算。
掌握各种排序算法所适应的不同场合。
二、实验内容
1、随机函数产生10000个随机数，用直接插入、希尔、冒泡、直接选择等排序方法排序，并统计每一种排序所花费的时间。
2、随机函数产生30000个随机数，用快速、堆、归并等排序方法排序，并统计每一种排序所花费的时间。
三、设计与编码
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
constintMaxSize=27000;
intRandArray[MaxSize];
intFactSize;
time_tBefore,After;
time_tStart,End;
voidSetRand（intSize）
{
srand（time（0））;
for（inti=1;iRandArray[i]=rand（）;
}
voidShow（inta[]）//输出
{
for（inti=1;icout<}
voidInsertSort（inta[],intn）//直接插入排序
{
intj;
for（inti=2;i<=n;i++）
{
a[0]=a[i];
for（j=i-1;a[0]a[j+1]=a[j];
a[j+1]=a[0];
}
}
voidShellSort（inta[],intn）//希尔排序
{
intd;//增量
inti,j;
for（d=n/2;d>=1;d=d/2）
{
for（i=d+1;i{
a[0]=a[i];
for（j=i-d;j>0&&a[0]a[j+d]=a[j];
a[j+d]=a[0];
}
}
}
voidBubbleSort（inta[],intn）//冒泡排序
{
intexchange=n;
intbound;
while（exchange!
=0）
{
bound=exchange;
exchange=0;
for（inti=1;i{
if（a[i]>a[i+1]）
{
inttmp=a[i];
a[i]=a[i+1];
a[i+1]=tmp;
exchange=i;
}
}
}
}
//简单选择排序
intPartition（inta[],intfirst,intend）//快速排序一次划分
{
inti=first,j=end;
while（i{
while（ij--;
if（i{
inttmp=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=tmp;
i++;
}
while（ii++;
if（i{
inttmp=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=tmp;
j--;
}
}
returni;//返回轴值
}
voidQuickSort（inta[],intfirst,intend）//快速排序
{
if（first{
intpivot=Partition（a,first,end）;//分区和返回轴值
QuickSort（a,first,pivot-1）;//左侧快速排序
QuickSort（a,pivot+1,end）;//右侧快速排序
}
}
voidSimpleSelectSort（inta[],intn）//简单选择排序
{
for（inti=1;i{
intindex=i;
for（intj=i+1;j<=n;j++）//在无序区中选择最小数
if（a[j]index=j;
if（index!
=i）
{
inttmp=a[i];
a[i]=a[index];
a[index]=tmp;
}
}
}
//堆排序
voidSift（inta[],intk,intm）//筛选法调整堆
{
inti=k,j=2*k;//j指向左孩子
while（j<=m）
{
if（jj++;
if（a[i]>a[j]）
break;
else
{
inttmp=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=tmp;
i=j;
j=2*i;
}
}
}
voidHeapSort（inta[],intn）//堆排序
{
for（inti=n/2;i>=1;i--）
Sift（a,i,n）;
for（inti=1;i{
inttmp=a[1];
a[1]=a[n-i+1];
a[n-i+1]=tmp;
Sift（a,1,n-i）;
}
}
//归并排序
voidMerge（inta[],inttmp[],ints,intm,intt）//一次归并算法
{
inti=s,j=m+1,k=s;
while（i<=m&&j<=t）
{
if（a[i]<=a[j]）//取两者较小赋值给a1[k+++];
tmp[k++]=a[i++];
else
{
tmp[k++]=a[j++];
}
if（i<=m）
{
while（i<=m）
tmp[k++]=a[i++];
}
else
{
while（j<=t）
tmp[k++]=a[j++];
}
}
}
voidMergePass（inta[],inttmp[],intn,inth）//一趟归并排序算法
{
inti=1;
while（i<=n-2*h+1）
{
Merge（a,tmp,i,i+h-1,i+2*h-1）;
i+=2*h;
}
if（iMerge（a,tmp,i,i+h-1,n）;
else
{
for（intk=i;k<=n;k++）
tmp[k]=a[k];
}
}
voidMergeSort（inta[],inttmp[],intn）//归并排序非递归算法
{
inth=1;
while（h{
MergePass（a,tmp,n,h）;
h=2*h;
MergePass（tmp,a,n,h）;
h=2*h;
}
}
voidmain（）
{
Start=time（0）;
while
（1）
{
cout<<"\t\t各种排序算法比较\n\n";
cout<<"1,设置随机数个数\n";
/
*cout<<"2,C++函数库函数sort（）\n";*/
cout<<"2,直接插入排序\n";
cout<<"3,希尔排序\n";
cout<<"4,冒泡排序\n";
cout<<"5,快速排序\n";
cout<<"6,直接选择排序\n";
cout<<"7,堆排序\n";
cout<<"8,归并排序\n";
cout<<"e,退出\n";
charselect;
cin>>select;
switch（select）
{
case'1':
{
cout<<"请输入随机数个数:
\t";
cin>>FactSize;
SetRand（FactSize）;
cout<<"随机数为:
\n";
Show（RandArray）;
break;
}
case'2':
{
intTmpArray[MaxSize];
for（FactSize=1;RandArray[FactSize]>0;FactSize++）
TmpArray[FactSize]=RandArray[FactSize];
Before=clock（）;
InsertSort（TmpArray,FactSize）;
After=clock（）;
cout<<"\n直接插入排序算法排序,所用时间
为:
\t"<cout<<"\n是否要显示排序后的随机数?
YorN\t";
charY;
cin>>Y;
if（Y=='Y'||Y=='y'）
Show（TmpArray）;
break;
}
case'3':
{
intTmpArray[MaxSize];
for（FactSize=1;RandArray[FactSize]!
=NULL;FactSize++）
TmpArray[FactSize]=RandArray[FactSize];
Before=clock（）;
ShellSort（TmpArray,FactSize）;
After=clock（）;
cout<<"\n希尔排序算法排序,所用时间
为:
\t"<cout<<"\n是否要显示排序后的随机数?
YorN\t";
charY;
cin>>Y;
if（Y=='Y'||Y=='y'）
Show（TmpArray）;
break;
}
case'4':
{
intTmpArray[MaxSize];
for（FactSize=1;RandArray[FactSize]!
=NULL;FactSize++）
TmpArray[FactSize]=RandArray[FactSize];
Before=clock（）;
BubbleSort（TmpArray,FactSize）;
After=clock（）;
cout<<"\n冒泡排序算法排序,所用时间
为:
\t"<cout<<"\n是否要显示排序后的随机数?
YorN\t";
charY;
cin>>Y;
if（Y=='Y'||Y=='y'）
Show（TmpArray）；
break;
}
case'5':
{
intTmpArray[MaxSize];
for（FactSize=1;RandArray[FactSize]!
=NULL;FactSize++）
TmpArray[FactSize]=RandArray[FactSize];
Before=clock（）;
QuickSort（TmpArray,1,FactSize）;
After=clock（）;
cout<<"\n快速排序算法排序,所用时间
为:
\t"<cout<<"\n是否要显示排序后的随机数?
YorN\t";
charY;
cin>>Y;
if（Y=='Y'||Y=='y'）
Show（TmpArray）;
break;
}
case'6':
{
intTmpArray[MaxSize];
for（FactSize=1;RandArray[FactSize]!
=NULL;FactSize++）
TmpArray[FactSize]=RandArray[FactSize];
Before=clock（）;
SimpleSelectSort（TmpArray,FactSize）;
After=clock（）;
cout<<"\n直接选择排序算法排序,所用时间
为:
\t"<cout<<"\n是否要显示排序后的随机数?
YorN\t";
charY;
cin>>Y;
if（Y=='Y'||Y=='y'）
Show（TmpArray）;
break;
}
case'7':
{
intTmpArray[MaxSize];
for（FactSize=1;RandArray[FactSize]!
=NULL;FactSize++）
TmpArray[FactSize]=RandArray[FactSize];
Before=clock（）;
HeapSort（TmpArray,FactSize）;
After=clock（）;
cout<<"\n堆排序算法排序,所用时间
为:
\t"<cout<<"\n是否要显示排序后的随机数?
YorN\t";
charY;
cin>>Y;
if（Y=='Y'||Y=='y'）
Show（TmpArray）;
break;
}
case'8':
{
intTmpArray[MaxSize];
for（FactSize=1;RandArray[FactSize]!
=NULL;FactSize++）
TmpArray[FactSize]=RandArray[FactSize];
intAssist[MaxSize];
Before=clock（）;
MergeSort（TmpArray,Assist,FactSize）;
After=clock（）;
cout<<"\n归并排序算法排序,所用时间
为:
\t"<cout<<"\n是否要显示排序后的随机数?
YorN\t";
charY;
cin>>Y;
if（Y=='Y'||Y=='y'）
Show（TmpArray）;
break;
}
case'e':
{
End=time（0）;
cout<<"\n程序运行时间:
\t"<<（int）difftime（End,Start）<<"秒\n";
exit
（1）;
}
default:
{
cout<<"输入错误!
\n";
break;
}
}
}
}
实验结果
10000个数时
20000个数据时
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