参考文档快速排序算法实验报告推荐word版 17页.docx
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快速排序算法实验报告
篇一：
快速排序（实验报告附C++源码）
快速排序
一、问题描述
在操作系统中，我们总是希望以最短的时间处理完所有的任务。
但事情总是要一件件地做，任务也要操作系统一件件地处理。
当操作系统处理一件任务时，其他待处理的任务就需要等待。
虽然所有任务的处理时间不能降低，但我们可以安排它们的处理顺序，将耗时少的任务先处理，耗时多的任务后处理，这样就可以使所有任务等待的时间和最小。
只需要将n件任务按用时去从小到大排序，就可以得到任务依次的处理顺序。
当有n件任务同时来临时，每件任务需要用时ni，求让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。
二、需求分析
1.输入事件件数n，分别随机产生做完n件事所需要的时间；
2.对n件事所需的时间使用快速排序法，进行排序输出。
排序时，要求轴
值随机产生。
3.输入输出格式：
输入：
第一行是一个整数n，代表任务的件数。
接下来一行，有n个正整数，代表每件任务所用的时间。
输出：
输出有n行，每行一个正整数，从第一行到最后一行依次代表着操作系统要处理的任务所用的时间。
按此顺序进行，则使得所有任务等待时间最小。
4.测试数据：
输入
9
534261573输出
123345567
三、概要设计
抽象数据类型
因为此题不需要存储复杂的信息，故只需一个整型数组就可以了。
算法的基本思想
对一个给定的进行快速排序，首先需要选择一个轴值，假设输入的数组中有k个小于轴值的数，于是这些数被放在数组最左边的k个位置上，而大于周知的结点被放在数组右边的n-k个位置上。
k也是轴值的下标。
这样k把数组分成了两个子数组。
分别对两个子数组，进行类似的操作，便能得到正确的排序结果。
程序的流程
输入事件件数n-->随机产生做完没个事件
所需时间-->对n个时间进行排序-->输出结果
快速排序方法（因图难画，举一个实例）：
初始状态72657888542lr第一趟循环72657888542lr第一次交换67257888542lr第二趟循环67257888542rl第二次交换72657888542rl
反转交换67257888542rl
这就是依靠轴值，将数组分成两部分的实例（特殊情况下，可能为一部分，其中42是轴值）。
对分成的两部分数组，分别尽心类似的操作，便可得符合要求的结果。
快速排序的函数模块；
voidqsort（int*array,intl,intr）{
if（r<=l）return;
intpivotIndex=l+rand（）%（r-l+1）;//随机选定轴值
swap1（array,pivotIndex,r）;//将选定的轴值放到每段数组的最后intk=partition（array,l-1,r,array[r]）;//依靠轴值，将数组分//成两部分
swap1（array,k,r）;//将轴值放到正确的位置上
qsort（array,l,k-1）;//递归调用，对数组左右两部分进行排序qsort（array,k+1,r）;}
/*将大于轴值的放右边，小于轴值的放左边算法实现*/intpartition（int*array,intl,intr,constintpivot）{
do{
while（array[++l]while（（r!
=0）&&（array[--r]>pivot））;swap1（array,l,r）;
}while（l}
swap1（array,l,r）;returnl;
算法的时空分析
快速排序在最差情况下，时间代价为Θ（n2），但很少出现这种情况。
如果快速排序找到了完美的轴值，那么整个算法的时间代价为Θ（n㏒n）。
输入和输出的格式
输入
n=//提示等待输入输出
原始序列：
//提示随机产生的n个随机数结果：
//提示正确的排序结果
四、测试结果
五、实验心得（可选）
这个实验，不难。
但是关键在于理解快速排序的那个过程，如何根据轴值将数组分成两部分，然后将轴值放到合适的位置，继续对分成两部分的数组，执行类似的操作。
六、附录（实验源码）
#include#includeusingnamespacestd;
//产生n个随机数，存储到数组int*crtArray（int&size）{intn;cout<<"n=";
cin>>n;
//设置随机种子
srand（time（NULL））;int*intArray=newint[n];size=n;
cout<<"原始序列：
"<intArray[i]=rand（）%10;if（intArray[i]==0）{i--;continue;}cout<cout<}
//交换数组中的两个值
voidswap1（int*array,int&a,int&b）{inttemp=array[a];array[a]=array[b];array[b]=temp;}
//对指定的数组部分进行分割
intpartition（int*array,intl,intr,constintpivot）{do{while（array[++l]=0）&&（array[--r]>=pivot））;swap1（array,l,r）;}while（l//快速排序的实现部分
voidqsort（int*array,intl,intr）{if（r<=l）return;intpivotIndex=r;intk=partition（array,l-1,r,array[r]）;swap1（array,k,r）;qsort（array,l,k-1）;qsort（array,k+1,r）;}
/*主函数*/intmain（）{intsize;int*Array;Array=crtArray（size）;qsort（Array,0,size-1）;cout<<"结果：
"<篇二：
数据结构实验八快速排序实验报告
数据结构实验课程最终报告
题目：
实验八快速排序
专业班级：
计算机科学与技术
姓名：
XXX
学号：
指导老师：
李晓鸿
完成日期：
201X.01.06
一、需求分析
背景
排序是计算机内经常进行的一种操作，其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列。
假设含n个记录的序列为{R1,R2,?
，Rn}
其相应的关键字序列为{K1,K2,?
，Kn}
这些关键字相互之间可以进行比较，即在它们之间存在着这样一个关系：
Kp1≤Kp2≤?
≤Kpn
按此固有关系将上式记录序列重新排列为{Rp1,Rp2,?
，Rpn}的操作称作排序。
排序算法是计算机科学中最重要的研究问题之一。
对于排序的研究既有理论上的重要意义，又有实际应用价值。
它在计算机图形、计算机辅助设计、机器人、模式识别、及统计学等领域具有广泛应用。
常见的排序算法有起泡排序、直接插入排序、简单选择排序、快速排序、堆排序等。
例1：
有时候应用程序本身就需要对信息进行排序。
为了准备客户账目，银行需要根据支票的号码对支票排序；
例2：
在一个绘制互相重叠的图形对象的程序中，可能需要根据一个“在上方”关系将各对象排序，以便自下而上地绘出对象。
例3：
在一个由n个数构成的集合上，求集合中第i小/大的数。
例4：
对一个含有n个元数的集合，求解中位数、k分位数。
1.问题描述
在操作系统中，我们总是希望以最短的时间处理完所有的任务。
但事情总是要一件件地做，任务也要操作系统一件件地处理。
当操作系统处理一件任务时，其他待处理的任务就需要等待。
虽然所有任务的处理时间不能降低，但我们可以安排它们的处理顺序，将耗时少的任务先处理，耗时多的任务后处理，这样就可以使所有任务等待的时间和最小。
只需要将n件任务按用时去从小到大排序，就可以得到任务依次的处理顺序。
当有n件任务同时来临时，每件任务需要用时ni，求让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。
2.程序要求实现的功能
当有n件任务同时来临时，每件任务需要用时ni，求出让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。
3.输入输出要求
a）输入要求：
第一行是一个整数n，代表任务的件数。
接下来一行，有n个正整数，代表每件任务所用的时间。
b）输出要求：
输出有n行，每行一个正整数，从第一行到最后一行依次代表着操作系统要处理的任务所用的时间。
按此顺序进行，则使得所有任务等待时间最小。
4.测试数据
1.输入：
请输入任务件数：
-1
输出：
输入有误，请重新输入！
2.输入：
请输入任务件数：
4
请输入各任务所需时间：
2430
输出：
输入有误，请重新输入！
3.输入：
请输入任务件数：
4
请输入各任务所需时间：
2436
输出：
任务执行的先后顺序为：
2
3
4
6
4.输入：
请输入任务件数：
9
请输入各任务所需时间：
534261573
输出：
任务执行的先后顺序为：
1
2
3
3
4
5
5
6
7
二、概要设计
（一）函数调用关系图
int
intPartition（int
start,intrandom（intstart,intend）;
voidchange（int
a[],inti,intj）;a[],int主
函数voidQuickSort（inta[],intend）;start,intend）;
void
QuickSort（inta[],intstart,int
end）;
三、详细设计
（一）物理数据类型
本程序所输入的任务件数和任务时间均为整数，可使用整数int实现数据的存储。
使用数组实现快速排序。
（二）具体步骤和伪代码
1.输入任务件数及任务时长
while
（1）
{
cout<<"请输入任务件数:
";
cin>>size;
while（size）//任务件数大于0，则执行该循环，否则重新输入件数{
inti;
cout<<"请输入各任务所需时间:
";
for（i=0;i{
cin>>a[i];
if（a[i]<=0）
{
cout<<"输入有误，请重新输入！
"<break;
}
}
if（i==size）
break;
}
cout<<"输入有误，请重新输入！
"<}
2.调用函数取随机轴值
intrandom（intstart,intend）
{
intt;
srand（time（NULL））;//设置随机数种子，对多组数据排序时不会取相同的轴值while
（1）
{
t=rand（）%（end+1）;
if（t>=start）
returnt;
}
}
3.数组中的两个元素交换位置
voidchange（inta[N],inti,intj）
{
intt;
t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
4.快速排序时对数据进行划分区域
intPartition（inta[],intstart,intend）
{
inttemp=random（start,end）;//得到随机轴值
change（a,temp,end）;
inti=start-1;//i用来指示轴值之后插入的位置
intbase=a[end];//以最后一个数作为划分的基点
for（intj=start;j{
if（a[j]<=base）
{
i++;
change（a,i,j）;
}
}
change（a,i+1,end）;
returni+1;
}
5.快速排序
voidQuickSort（inta[N],intstart,intend）
{
if（end<=start）
return;//没有数据或只有一个数据
篇三：
实验报告_排序与查找
电子科技大学
实验报告
课程名称：
学生姓名：
学号：
点名序号：
指导教师：
实验地点：
实验时间：
201X-201X-2学期
信息与软件工程学院
实验报告
（二）
学生姓名学号：
指导教师：
实验地点：
基础实验大楼实验时间：
5月20日
一、实验室名称：
软件实验室
二、实验项目名称：
数据结构与算法—排序与查找
三、实验学时：
4
四、实验原理：
快速排序的基本思想是：
通过一躺排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一不部分的所有数据都要小，然后再按次方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
假设要排序的数组是A[1]……A[N]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一躺快速排序。
一躺快速排序的算法是：
1）设置两个变量I、J，排序开始的时候I：
=1，J：
=N
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X：
=A[1]；
3）从J开始向前搜索，即（J：
=J-1），找到第一个小于X的值，两者交换；
4）从I开始向后搜索，即（I：
=I+1），找到第一个大于X的值，两者交换；
5）重复第3、4步，直到I=J。
二分法查找（折半查找）的基本思想：
（1）确定该区间的中点位置：
mid=（low+high）/2
min代表区间中间的结点的位置，low代表区间最左结点位置，high代表区间最右结点位置
（2）将待查a值与结点mid的关键字（下面用R[mid].key）比较，若相等，则查找成功，否则确定新的查找区间：
A）如果R[mid].key>a，则由表的有序性可知，R[mid].key右侧的值都大于a，所以等于a的关键字如果存在，必然在R[mid].key左边的表中,这时high=mid-1;
B）如果R[mid].key这时low=mid；
C）如果R[mid].key=a，则查找成功。
（3）下一次查找针对新的查找区间，重复步骤
（1）和
（2）
（4）在查找过程中，low逐步增加，high逐步减少，如果high五、实验目的：
本实验通过实现快速排序和折半查找算法，使学生理解如何实现快速查找和排序的基本算法思想。
通过练习，加强对算法的理解，提高编程能力。
六、实验内容：
（1）实现数据序列的输入;
（2）实现快速排序算法,并对输入的序列排序后输出；
（3）实现折半查找算法,并在步骤
（2）排序后的序列上,进行任意地查找,并输出查询结果。
七、实验器材（设备、元器件）：
PC机一台，装有C语言集成开发环境。
八、数据结构与程序：
#include
#include
#defineMAX1000
#defineFROMFILE1
typedefstructJD{
intkey;
}JD;
intbich（JDr[],intn,intk）
{intlow,high,mid,found;
low=1;high=n;found=0;
while（（low<=high）&&（found==0））
{mid=（low+high）/2;
if（k>r[mid].key）low=mid+1;
elseif（k==r[mid].key）found=1;
elsehigh=mid-1;
}
if（found==1）
return（mid）;
else
return（0）;
}
voidquicksort（JDr[],intlow,inthigh）{
inti,j,k;
JDx;
if（low>=high）return;
i=low;
j=high;
x=r[i];
while（iwhile（（i=x.key））j--;if（iwhile（（i}
r[i]=x;
quicksort（r,low,j-1）;
quicksort（r,j+1,high）;
}//快速排序
intmain（）{
printf（"欢迎使用快速排序与二分查找。
\n\n"）;
#ifdefFROMFILE
printf（"请输入你所要查找的数组长度:
"）;intlength;
scanf（"%d",&length）;
getchar（）;
JDa[length+1];
a[0].key=0;
inti;
for（i=1;i<=length;i++）{
printf（"输入第%d个数字:
",i）;
scanf（"%d",&a[i].key）;
getchar（）;
}
#else
FILE*fp;
fp=fopen（"test.txt","r"）;
if（!
fp）
{
printf（"文件不存在!
"）;
return0;
}
JDa[MAX];
a[0].key=0;
inti=1;
while（fscanf（fp,"%d",&a[i++].key）!
=EOF）;
intlength=i-1;
printf（"文件内的信息:
"）;
for（i=1;iprintf（"%d",a[i].key）;
}
printf（"\n"）;
length--;
fclose（fp）;
#endif
quicksort（a,0,length）;
printf（"\n"）;
intkey;
printf（"请输入你想查找的数字:
"）;
scanf（"%d",&key）;
getchar（）;
printf（"\n"）;
intlocation=bich（a,length,key）;
printf（"位置:
"）;
for（i=1;i<=length;i++）{
printf（"%3d",i）;
}
printf（"\n"）;
printf（"数字:
"）;
for（i=1;i<=length;i++）{
printf（"%3d",a[i].key）;
}
printf（"\n"）;
if（location）{
intcount=0;
printf（"目标数字出现的位置:
"）;
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