各种内排序算法的实现和性能的比较.docx
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各种内排序算法的实现和性能的比较
实验报告
(2015/2016学年第2学期)
课程名称
数据结构A
实验名称
各种内排序算法的实现及性能的比较
实验时间
2016
年
6
月
20
日
指导单位
计算机科学与技术系
指导教师
骆健
学生姓名
班级学号
学院(系)
管理学院
专业
信息管理与信息系统
一、问题陈述
(1)验证教材的各种内排序算法
(2)分析各种内排序算法的时间复杂度
(3)改进教材中的快速排序法,使得当子集和小于10个元素时改用直接插入排序
(4)使用随机数发生器产生大数据集合,运行上述各排序算法,使系统时钟测量个算法所需的实际时间,并进行比较。
系统时钟包含在头文件“time.h”中。
二、概要设计
Main.cpp调用Menu.h,为主程序。
Menu.h主菜单
Selectsort.h简单选择排序
Insertsort.h直接插入排序
Bubblesort.h冒泡排序
Quicksort.h快速排序
Mergesort.h合并排序
三、详细设计
①简单选择排序:
将初始序列(A[0]~A[n-1])作为待排序序列,第一趟在待排序序列(A[0]~A[n-1])中找最小元素,与该序列中第一个元素A[0]交换,这样子序列(A[0])有序,下一趟排序在带牌子序列(A[1]~A[n-1])中进行。
第i趟排序子序列(A[i-1]~A[n-1])中进行。
经过n-1趟排序后使得初始序列有序。
程序流程图:
②直接插入排序:
一个元素插入到有序表中,首先将其存入临时变量temp,然后从后往前查找插入位置。
当temp小于表中元素时,就将该元素后移一个位置,继续比较、移动,直到temp大于等于表中元素或者到了有序表的第一个元素结束,这时就可将temp存入刚后移的元素的位置了。
程序流程图:
③冒泡排序:
第一趟在序列(A[0]~A[n-1])中从前往后进行两个相邻元素的比较,若后者小,则交换,比较n-1次;第一趟排序结束,最大元素被交换到A[n-1]中(即沉底)下一趟排序只需在子序列(A[0]~A[n-2])中进行;如果在某一趟排序中未进行交换元素,说明子序列已经有序,则不再进行下一趟排序。
程序流程图:
④快速排序:
取第一个元素作为分割元素,初始化i=left,j=right+1,i从左往右寻找第一个大于等于分割元素的元素,j从右往左找第一个小于等于分割元素的元素并交换,i和j继续移动,重复上述步骤,直到当i>=j时将j与第一个元素交换。
程序流程图:
⑤两路合并排序:
将有n个元素的序列看成是n个长度为1的有序子序列,然后两两合并子序列,得到[n/2]个长度为2或1的有序子序列,再两两合并…直到得到一个长度为n的有序序列时结束。
程序流程图:
四、程序代码
selectsort.h
#include
template
voidSelectSort(TA[],intn)
{
intsmall;
for(inti=0;i small=i; for(intj=i+1;j if(A[j] Swap(A[i],A[small]); } } Insertsort.h #include template voidInsertSort(TA[],intn) { for(inti=1;i intj=i; Ttemp=A[i]; while(j>0&&temp A[j]=A[j-1];j--; } A[j]=temp; } }/*ok! */ Bubblesort.h #include template voidBubbleSort(TA[],intn) { inti,j,last; i=n-1; while(i>0){ last=0; for(j=0;j if(A[j+1] Swap(A[j],A[j+1]); last=j; } i=last; } } Quicksort.h #include //改进的快速排序 template voidquick(TA[],intn) { int*a; inttop=0,right,left,j; a=newint[n]; if(a==NULL)return; a[top++]=0; a[top++]=n-1; //lc for(j=0;a[j]! =NULL;j++) { left=a[j++]; right=a[j]; if(left>right) Swap(left,right); if(right-left<15) InsertSortExt(A,left,right); else { a[top++]=left; a[top++]=QuickSort(A,left,right)-1; a[top++]=a[top-2]+2; a[top++]=right; } } } template intQuickSort(TA[],intleft,intright) { inti,j; if(left i=left;j=right+1; do{ doi++;while(A[i] doj--;while(A[j]>A[left]);
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