北邮数据结构实验 第的三次实验 排序.doc

数据结构实验报告 1．实验要求 (1)实验目的 通过选择下面两个题目之一，学习、实现、对比各种排序算法，掌握各种排序算法的优劣，以及各种算法使用的情况。 (2)实验内容 使用简单数组实现下面各种排序算法，并进行比较。 排序算法： 1、插入排序 2、希尔排序 3、冒泡排序 4、快速排序 5、简单选择排序 6、堆排序（选作） 7、归并排序（选作） 8、基数排序（选作） 9、其他 要求： 1、测试数据分成三类：正序、逆序、随机数据 2、对于这三类数据，比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数（其中关键字交换计为3次移动）。 3、对于这三类数据，比较上述排序算法中不同算法的执行时间，精确到微秒（选作） 4、对2和3的结果进行分析，验证上述各种算法的时间复杂度 编写测试main()函数测试排序算法的正确性。 2. 程序分析 2.1 存储结构 顺序表: 示意图a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 2.2 关键算法分析 测试数据的产生：正序、逆序、随机数据 用两个数组实现乱序、顺序以及逆序数据的排序。 基本思想为：随机序列产生一个指定长度的乱序序列，然后通过memcpy()函数拷贝到第二个数组里，第二个数组作为乱序序列的保存数组，每次对第一个数组进行排序，之后拷贝第二个数组中的乱序序列到第一个数组，实现各次乱序排列。只要算法正确（第一步可以检验），之后顺序排列只需反复对第一个数组进行操作即可，再后用第二个数组保存逆序数组，然后同样在每次排序之后复制第二数组存储的乱序序列到第一组，对第一组反复排序即可。 1 pRandom1=new long int[Max+1];pRandom2=new long int[Max+1]; 2 srand((unsigned)time(NULL)); for(int i = 1; i = Max;i++ ) pRandom2[i]=rand(); 3 memcpy(obj.pRandom1,obj.pRandom2,(Max+1)*sizeof(long int)); 排序算法： 1插入排序：依次将待排序的序列中的每一个记录插入到先前排序好的序列中，直到全部记录排序完毕。 /1/int j=0; /2/ for(int i =2; i = Max;i++) parray[0]=parray[i];comparetimes[0]++; /4/parray[j+1]=parray[0];movetimes[0]+=2; 示意图： r1,r2,r3,…,ri-1,ri,ri+1,…,rn 有序区 待插入 无序区 2希尔排序：先将整个序列分割成若干个子列，分别在各个子列中运用直接插入排序，待整个序列基本有序时，再对全体记录进行一次直接插入排序。 int Sort::ShellSort(long int parray[]) {int j=0; for(int d=Max/2;d=1;d/=2) {for(int i=d+1;i=Max;i++) { parray[0]=parray[i]; comparetimes[1]++; for(j=i-d;j0 parray[0]parray[j];j-=d) { parray[j+d]=parray[j]; movetimes[1]++;} parray[j+d]=parray[0]; movetimes[1]+=2;}} return 0;} 3冒泡排序：两两比较相邻记录的关键码，如果反序则交换，直到没有反序记录为止。 int Sort::BubbleSort(long int parray[]) { int exchange=Max; int bound,j; while(exchange) { bound=exchange; exchange=0; for(j=1;jbound;j++) { comparetimes[2]++; if(parray[j]parray[j+1]) { parray[0]=parray[j]; parray[j]=parray[j+1]; parray[j+1]=parray[0]; exchange=j; movetimes[2]+=3;}}} return 0;} 示意图： r1,r2,r3,…,ri-1,ri,ri+1,…,rn 反序则交换 有序区 4快速排序：首先选择一个基准，将记录分割为两部分，左支小于或等于基准，右支则大于基准，然后对两部分重复上述过程，直至整个序列排序完成。