《数据结构》课程设计报告Word文件下载.docx

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进度安排：

为第一次实验课将6个内排序算法完成并调试成功，周末之前完成界面控制并对排序结果进行分析，第二次实验之前完成课程设计报告，第二次试验对程序结果进行最后检查并提交实验报告。

数据结构选择（包括改进或给出）：

使用数组作为本实验基本的数据结构，数据类中包含有数组的头指针head，在初始化时动态申请数组空间，此外还有count（整型）用于记录数组个数,同时可以对数组进行6种内排序及显示数组元素的操作。

算法设计：

借助课本与网络，使用C++编写算法，详细请看后面程序清单。

编程与程序清单：

1.//头文件data.h

2.//文件数据类Data定义

3.//起泡排序（升序）

4.//直接插入排序（升序）

5.//简单选择排序（升序）

6.//快速排序（升序）

7.//快速排序的递归函数

8.//希尔排序（升序）

9.//插入排序（升序）

10.//堆排序（升序）

11.//控制类

12.//功能选择

13.//主函数

1.//头文件data.h

#ifndefDATA_H_INCLUDED

#defineDATA_H_INCLUDED

#include<

ctime>

iostream>

usingnamespacestd;

template<

classT>

classData

{

private:

T*head;

//数据数组指针，用于动态申请数组空间

intcount;

//数组大小

public:

//构造函数，使指针为空

Data（）{head=NULL;

}

//用已有数组构造数组元素，当前程序使用该函数来构造数据元素

voidcopy（T*h,intc=1000）

{

if（head!

=NULL）

delete[]head;

head=h;

count=c;

head=newT[count];

for（inti=0;

i<

count;

i++）

head[i]=h[i];

}

//手动输入各元素，当前程序未使用，调试程序时使用！

voidset（）

cout<

<

"

请输入数据个数：

endl;

cin>

>

请输入数据：

head[i];

//析构函数，回收空间

~Data（）{delete[]head;

voidbSort（）

if（isEmpty（））{cout<

文件中无记录，无法排序！

return;

intcompareTime=0;

//关键词比较次数

intmoveTime=0;

//关键词移动次数

intbound=count;

intstart,finish;

//记录程序运行时间

Ttemp;

正在排序..."

start=clock（）;

//记录初始时间

//算法主体

while（bound!

=0）

intt=0;

bound-1;

compareTime++;

if（head[i]>

head[i+1]）

temp=head[i];

head[i]=head[i+1];

head[i+1]=temp;

t=i+1;

moveTime+=3;

//记录交换一次移动次数加3

bound=t;

finish=clock（）;

>

排序后结果为：

display（）;

//输出排序后序列

endl<

*-------------------------------"

endl

<

*关键词比较次数：

compareTime<

*记录移动次数：

moveTime<

*排序执行时间：

finish-start<

ms"

4.//直接插入排序（升序）

voidiSort（）

longstart,finish;

for（inti=1;

intj;

j=i-1;

moveTime++;

//无记录交换，仅有向辅存中移动，故移动次数加1

while（j>

=0&

&

head[j]>

temp）

head[j+1]=head[j];

//记录向后移一位，移动次数加1

j--;

//跳出循环后比较次数要再加1

head[j+1]=temp;

（finish-start）<

5.//简单选择排序（升序）

voidsSort（）

count-1;

intj=i;

for（intk=i+1;

k<

k++）

if（head[j]>

head[k]）

j=k;

//标记当前最大的记录下标

if（i!

=j）

head[i]=head[j];

head[j]=temp;

6.//快速排序（升序）

voidqqSort（）

inttimes[2]={0,0};

//要调用函数，故使用数组来记录关键词的比较次数和移动次数，直接进行计数

qSort（head,0,count,times）;

//一趟快速排序函数

times[0]<

times[1]<

7.//快速排序的递归函数

voidqSort（T*head,intm,intn,int*times）

inti=m,j=n;

Ttemp=head[m],t=m;

if（m<

n）//递归出口（m>

=n）

while（i<

j）

i=i+1;

while（head[i]<

temp&

i!

=n）{times[0]++;

i++;

j=j-1;

while（head[j]>

j!

=m）{times[0]++;

j--;

if（i<

t=head[i];

head[j]=t;

times[1]+=3;

if（m!

t=head[m];

head[m]=head[j];

qSort（head,m,j,times）;

qSort（head,j+1,n,times）;

8.//希尔排序（升序）

voidshell（）

intseq[8]={701,301,132,57,23,10,4,1};

//依据课本得到希尔排序最优的增量递减序列

intn;

8;

n=seq[i];

insert（n,times）;

//调用插入排序算法对同组数据进行排序

9.//插入排序（被希尔排序shell函数调用）

voidinsert（intn,int*times）

//增量为n带来一系列程序的改动

for（intk=0;

k+n<

k++）

for（inti=k+n;

i+=n）

j=i-n;

times[1]++;

=k&

times[0]++;

head[j+n]=head[j];

j-=n;

head[j+n]=temp;

10.//堆排序（升序）

voidhSort（）

//堆为完全二叉树，故可用数组构造堆，且不会造成空间的浪费

//初始建堆

for（inti=count/2;

i>

0;

i--）

restore（i,count,times）;

//排序及重建堆

for（inti=count;

1;

temp=head[0];

head[0]=head[i-1];

head[i-1]=temp;

restore（1,i-1,times）;

//重建堆算法（被堆排序hSort函数调用）

voidrestore（inta,intb,int*times）

intmark,j=a;

while（j<

=b/2）

if（2*j<

b&

head[2*j-1]<

head[2*j]）

mark=2*j;

else

mark=2*j-1;

if（head[mark]>

head[j-1]）

temp=head[mark];

head[mark]=head[j-1];

head[j-1]=temp;

j=mark+1;

j=b;

//人为改变j的值，跳出循环，退出程序

//输出记录序列（升序）

voiddisplay（）

head[i]<

"

;

//判断数据是否为空

boolisEmpty（）const{returnhead==NULL;

//获得头指针，本程序未使用！

T*getHead（）{returnhead;

//获得数组元素个数，本程序未使用！

intgetCount（）const{returncount;

};

#endif//DATA_H_INCLUDED

//头文件control.h

#ifndefCONTROL_H_INCLUDED

#defineCONTROL_H_INCLUDED

#include"

data.h"

sstream>

//含有istringstream类

fstream>

11.//控制类，进行界面管理,记录文件读取，调用排序函数等操作

classControl

voidconmain（）//控制函数

################################################################################"

#################【数据结构课程设计

（一）：

内排序算法比较】###################"

##################################################################################"

#使用说明：

运行程序，请输入数据文件名（a.txt,b.txt,c.txt均为无序数据，d.txt为完#"

#全正序数据，e.txt为完全逆序文件，均存放在当前目录下），之后请按照用户个人需求#"

#选择相应功能！

#"

################################"

#>

功能列表#"

#1.起泡排序（升序）#"

#2.直接插入排序（升序）#"

#3.简单选择排序（升序）#"

#4.快速排序（升序）#"

#5.希尔排序（升序）#"

#6.堆排序（升序）#"

#0.退出#"

//定义选择变量及辅助变量

intopt1,a,i=0;

//数组存储数据

intdata[1000];

//定义Data类对象

Data<

int>

temp;

//文件名

stringfile;

//读取文件,从输入的文件名中读取数据，a.txt,b.txt,c.txt为随机数据，e.txt为正序，e.txt为逆序

请输入目标数据文件：

file;

ifstreamin（file.c_str（））;

//string类转换为字符串且在末尾加'

\0'

for（strings;

getline（in,s）;

）//读取文件，读取整行，使用istringstream类读出数字（可自动忽略数字间的空格）

for（istringstreamsin（s）;

sin>

a;

）;

data[i++]=a;

12.//功能选择

请选择功能（输入对应功能的序号）：

opt1;

while（opt1）

switch（opt1）

{

//调用起泡排序函数

case1:

temp.copy（data）;

temp.bSort（）;

break;

//调用直接插入排序函数

case2:

temp.iSort（）;

//调用简单选择排序函数

case3:

temp.sSort（）;

//调用快速排序函数

case4:

temp.qqSort（）;

//调用Shell排序函数

case5:

temp.shell（）;

//调用堆排序函数

case6:

temp.hSort（）;

<

|<

您的输入有误，请再次输入！

|"

------------------------------"

}

#4