c++数据结构实验链表排序Word格式文档下载.docx
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node*next;
};
单链表定义如下:
classLinkList
private:
node*front;
public:
LinkList(inta[],intn);
//构造
~LinkList();
voidinsert(node*p,node*s);
//插入
voidturn(node*p,node*s);
//交换数据
voidprint();
//输出
voidInsertSort();
//插入排序
voidBubbleSort();
//pos冒泡
voidQSort();
//快速排序
voidSelectSort();
//简单选择排序
node*Get(inti);
//查找位置为i的结点
voidsift(intk,intm);
//一趟堆排序
voidLinkList:
:
QSZ(node*b,node*e);
//快速排序的递归主体
voidheapsort(intn);
//堆排序算法
2.2关键算法分析:
1、直接插入排序:
首先将待排序数据建立一个带头结点的单链表。
将单链表划分为有序区与无序区,有序区只包含一个元素节点,依次取无序区中的每一个结点,在有序区中查找待插入结点的插入位置,然后把该结点从单链表中删除,再插入到相应位置。
分析上述排序过程,需设一个工作指针p->
next在无序区中指向待插入的结点,在找到插入位置后,将结点p->
next插在结点s与p之间。
voidLinkList:
InsertSort()//将第一个元素定为初始有序区元素,由第二个元素开始依次比较
LARGE_INTEGERt1,t2,feq;
QueryPerformanceFrequency(&
feq);
//每秒跳动次数
QueryPerformanceCounter(&
t1);
//测前跳动次数
node*p=front->
next;
//要插入的节点的前驱
while(p->
next)
{
node*s=front;
//充分利用带头结点的单链表
while
(1)
{
comparef++;
if(p->
next->
data<
s->
data)//[P后继]比[S后继]小则插入
{
insert(p,s);
break;
}
s=s->
if(s==p)//若一趟比较结束,且不需要插入
p=p->
}
}
t2);
//测后跳动次数
doubled=((double)t2、QuadPart-(double)t1、QuadPart)/((double)feq、QuadPart);
//时间差秒
cout<
<
"
操作时间为:
"
<
d<
endl;
}
2、快速排序:
主要通过轴值将数据从两端向中间进行比较,交换以实现排序。
通过递归的调用来实现整个链表数据的排序。
代码中选用了第一个元素作为轴值。
一趟排序的代码:
QSZ(node*b,node*e)
if(b->
next==e||b==e)//排序完成
return;
node*qianqu=b;
//轴点前驱
node*p=qianqu->
while(p!
=e&
&
p!
=e->
comparef++;
if(qianqu->
data>
p->
data)//元素值小于轴点值,则将该元素插在轴点之前
next==e)//若该元素为e,则将其前驱设为e
e=p;
insert(p,qianqu);
qianqu=qianqu->
elsep=p->
QSZ(b,qianqu);
//继续处理轴点左侧链表
QSZ(qianqu->
next,e);
//继续处理轴点右侧链表
整个快速排序的实现:
QSort()
node*e=front;
while(e->
e=e->
QSZ(front,e);
3、改进版的冒泡排序:
通过设置pos来记录无序边界的位置以减少比较次数。
将数据从前向后两两比较,遇到顺序不对就是直接交换两数据的值。
每交换一次movef+3;
BubbleSort()
next)//排序查找无序边界
if(p->
data)
turn(p,p->
next);
p=p->
node*pos=p;
p=front->
while(pos!
=front->
node*bound=pos;
pos=front->
while(p->
next!
=bound)
turn(p,p->
pos=p->
p=p->
p=front->
4、选择排序:
每趟排序再待排序的序列中选择关键码最小的元素,顺序添加至已排好的有序序列最后,知道全部记录排序完毕。
SelectSort()
node*s=front;
while(s->
node*p=s;
node*index=p;
index->
index=p;
insert(index,s);
s=s->
5、堆排序:
利用前一趟比较的结果来减少比较次数,提高整体的效率。
其中通过链表储存了一棵树。
选择使用小根堆进行排序。
sift(intk,intm)
inti=k,j=2*i;
while(j<
=m)
if(j<
m&
(Get(j)->
data>
Get(j+1)->
data))j++;
if(Get(i)->
Get(j)->
data)break;
else
turn(Get(i),Get(j));
i=j;
j=2*i;
heapsort(intn)
for(inti=n/2;
i>
=1;
i--)
sift(i,n);
for(inti=1;
i<
n;
i++)
turn(Get
(1),Get(n-i+1));
sift(1,n-i);
其中堆排序中需要知道孩子节点与父亲节点处的值,故设置了函数获取i出的指针。
node*LinkList:
Get(inti)
node*p=front->
intj=1;
while(j!
=i&
p)
j++;
if(!
p)throw"
查找位置非法"
;
elsereturnp;
6、输出结果的函数:
voidtell(LinkList&
a,LinkList&
b,LinkList&
c,LinkList&
d,LinkList&
e)
a、print();
comparef=0;
movef=0;
a、InsertSort();
排序结果:
1、插入排序法:
Compare:
setw(3)<
comparef<
Move:
movef<
b、BubbleSort();
2、改进型冒泡排序法:
c、QSort();
3、快速排序法:
d、SelectSort();
4、简单选择排序法Compare:
e、heapsort(10);
5、堆排序算法Compare:
7、统计时间的函数:
#include<
windows、h>
LARGE_INTEGERt1,t2,feq;
QueryPerformanceCounter(&
2、3其她
算法的时间复杂度:
排序方法
随机序列的平均情况
最好情况
最坏情况
辅助空间
直接插入排序
O(n2)
O(n)
O
(1)
快速排序
O(nlog2n)
O(log2n)~O(n)
改进版冒泡排序
O(n)
选择排序
堆排序
O(nlog2n)
3、程序运行结果
1、流程图
开始
初始化正序链表,调用各类排序,并输出运行结果
初始化逆序链表,调用各类排序,并输出运行结果
初始化顺序随机的链表,调用各类排序,并输出运行结果
结束
2、测试条件:
如果需要对不同的正序,逆序随机序列进行排序,则需要在main函数中进行初始化设置。
3、测试结论:
4、总结
通过这次实验我再次复习了链表的建立及相应的操作,对各类排序算法的实现也有了新的理解,在调试过程中出现了许多问题也花费了很多时间与精力去逐步解决,最后程序运行成功的瞬间真的很开心。
问题一:
直接插入排序中若就是使用从后向前比较插入的话(即书上的办法)难以找到该节点的前驱节点,不方便进行操作,所以最后采用了从前向后进行比较。
问题二:
如何将书上以数组方式储存的树转化为链表储存并进行操作?
原本打算建立一颗完全二叉树储存相应数据再进行排序,但就是那样的话需要新设置结点存左孩子右孩子,比较麻烦容易出错,所以选择了利用Get(inti)函数将筛选结点的位置获得。
与书上代码相比修改如下:
if(j<
问题三:
时间如何精确至微秒?
需要调用函数,这个问题就是上网查找解决的。
总结:
解决了以上的问题后代码就比较完整了,可就是还就是希望通过日后的学习能将算法编写得更完善,灵活,简捷。
附录:
完整代码如下:
#include"
lianbiaopaixu、h"
#include<
usingnamespacestd;
voidmain()
inta[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
LinkListzhengxu1(a,10),zhengxu2(a,10),zhengxu3(a,10),zhengxu4(a,10),zhengxu5(a,10);
正序数列:
tell(zhengxu1,zhengxu2,zhengxu3,zhengxu4,zhengxu5);
intb[10]={10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};
LinkListnixu1(b,10),nixu2(b,10),nixu3(b,10),nixu4(b,10),nixu5(b,10);
\n逆序数列:
tell(nixu1,nixu2,nixu3,nixu4,nixu5);
intc[10]={2,6,10,5,8,3,9,1,4,7};
LinkListsuiji1(c,10),suiji2(c,10),suiji3(c,10),suiji4(c,10),suiji5(c,10);
\n随机数列:
tell(suiji1,suiji2,suiji3,suiji4,suiji5);
iostream>
stdio、h>
stdlib、h>
time、h>
iomanip>
intcomparef;
intmovef;
LinkList:
LinkList(inta[],intn)
front=newnode;
front->
next=NULL;
for(inti=n-1;
=0;
node*p=newnode;
//新节点
p->
data=a[i];
next=front->
front->
next=p;
//头插法建立单链表,最先加入的被不断后移
~LinkList()
node*q=front;
while(q)
front=q;
q=q->
deletefront;
insert(node*p,node*s)//将p->
next插入s与s->
n
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