数据结构实验(七种排序算法的实现)题目和源程序
1、直接插入排序
2、希尔排序
3、2-路归并排序
4、折半插入排序
5、冒泡排序
6、快速排序
7、堆排序
/*----------------------------------------
* 07_排序.cpp -- 排序的相关操作
* 对排序的每个基本操作都用单独的函数来实现
* 水上飘2011年写
----------------------------------------*/
// ds07.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include "stdio.h"
#include
#include
using namespace std;
#define MAXSIZE 20
typedefintKeyType;
typedefstruct{
KeyType key; //关键字项
KeyType data; //数据项
}RedType; //记录类型
typedefstruct{
RedTypearr[MAXSIZE+1]; //arr[0]闲置或用作哨兵单元int length; //顺序表长度
}SqList; //顺序表类型typedefSqListHeapType;
//对顺序表L做一趟希尔插入排序
//前后记录位置的增量是dk
//r[0]只是暂存单元
//当j<=0时，插入位置已找到
voidshellInsert(SqList&L, intdk)
{
int i, j;
for (i = dk + 1; i <= L.length; i++)
{
if (L.arr[i].key { L.arr[0] = L.arr[i]; //暂存 for (j = i - dk; j > 0 &&L.arr[0].key { L.arr[j + dk] = L.arr[j]; //记录后移，查找插入位置}//end for j L.arr[j + dk] = L.arr[0]; //插入 }//end if }//end for i }//shellInsert //按增量序列dlta[0...t-1]对顺序表做希尔排序 voidshellSort(SqList&L, intdlta[], int t) { for (int k = 0;k < t; k++) { shellInsert(L, dlta[k]); //一趟增量为dlta[k]的插入序列} } //折半插入排序 voidbInsertSort(SqList&L) { for (int i = 2; i <= L.length; i++){ L.arr[0] = L.arr[i];//将其暂存到arr[0] int low = 1; int high = i - 1; while(low <= high){//在arr[low...high]中折半查找有序插入的位置int m = (low + high) / 2;//折半 if(L.arr[0].key high = m - 1;//插入点在低半区 else low = m + 1;//插入点在高半区 }//while for(int j = i - 1; j >= high + 1; j--) L.arr[j + 1] = L.arr[j];//记录后移 L.arr[high + 1] = L.arr[0];//插入 }//for }//BInsertSort //直接插入排序 voidinsertSort(SqList&L) { for(int i = 2; i <= L.length; i++){ if(L.arr[i].key L.arr[i] = L.arr[i-1]; int j; for(j = i - 2; L.arr[0].key L.arr[j+1] = L.arr[j];//记录后移 L.arr[j+1] = L.arr[0];//插入到正确位置 }//if }//for }//InsertSort //冒泡排序 voidbubbleSort(SqList&L) { RedType* temp = NULL; for(int i = 1; i for(int j = 1; j <= L.length-i; j++){//第j次排序 if(L.arr[j].key >L.arr[j+1].key){ //交换前后的位置 L.arr[0] = L.arr[j]; L.arr[j] = L.arr[j+1]; L.arr[j+1] = L.arr[0]; }//if }//for j }//for i }//bubbleSort //交换顺序表中子表L.arr[low...high]的记录, //枢轴记录到位,并返回其所在位置 int partition(SqList&L, int low, int high) { L.arr[0] = L.arr[low];//子表的第一个记录做枢轴记录 KeyTypepivotKey = L.arr[low].key;//枢轴记录关键字 while(low < high){//从表的两端交替向中间扫描 while(low < high &&L.arr[high].key >= pivotKey){ high--; }//while L.arr[low] = L.arr[high];//将比枢轴小的记录移到低端 while(low < high &&L.arr[low].key <= pivotKey){ low++; }//while L.arr[high] = L.arr[low];//将比枢轴大的记录移到高端 }//while L.arr[low] = L.arr[0];//枢轴记录到位 return low;//返回枢轴位置 }//paitition //对顺序表L中的子序列L.arr[low...high]做快速排序 voidqSort(SqList&L, int low, int high) { if(low < high){//长度大于1 KeyTypepivotLoc = partition(L, low, high);//将L.arr[low...high]一分为二 qSort(L, low, pivotLoc-1);//对低子表递归排序，pivotLoc是枢轴位置 qSort(L, pivotLoc+1, high);//对高子表递归排序 }//if }//qSort //对顺序表L做快速排序 voidquickSort(SqList&L) { qSort(L, 1, L.length); }//quickSort //调整H.arr[s]的关键字，使H.arr[s...m]成为一个大顶堆 //（对其中记录的关键字而言） voidheapAdjust(HeapType&H, int s, int m) { RedTyperc = H.arr[s]; for(int j = 2 * s; j <= m; j = j * 2){//沿key较大的孩子结点向下筛选if(j < m &&H.arr[j].key j++;//j为key叫大记录的下标 }//if if(!(rc.key break;//rc应插入在位置s上 }//if H.arr[s] = H.arr[j]; s = j; }//for H.arr[s] = rc;//插入 }//heapAdjust //对顺序表H进行堆排序 voidheapSort(HeapType&H) { for(int i = H.length/2; i > 0; i--){//把H.arr[1...H.length]建成大顶堆 heapAdjust(H, i, H.length); }//for for(int i = H.length; i > 1; i--){ //将堆记录当前未经排序的子序列H.arr[1...i]中的最后一个记录交换 H.arr[0] = H.arr[1]; H.arr[1] = H.arr[i]; H.arr[i] = H.arr[0]; heapAdjust(H, 1, i-1);//将H.arr[1...i-1]重新调整为大顶堆 }//for }//heapSort //将有序的SR[i..m]和SR[m+1..n]归并为有序的TR[i..n] void Merge(RedType SR[], RedType *TR, int i, int m, int n) { int j, k; for (j = m + 1, k = i; i <= m && j <= n; k++)//将SR中记录由小到大地并入TR { if (SR[i].key <= SR[j].key) { TR[k] = SR[i++]; } else { TR[k] = SR[j++]; } }//end for j,k if (i <= m) //将剩余的SR[i..m]复制到TR { for (; k <= n && i <= m; k++, i++){ TR[k] = SR[i]; } }//end if i if (j <= n) //将剩余的SR[j..n]复制到TR { for (; k <= n && j <= n; k++, j++){ TR[k] = SR[j]; } }//end if j }//Merge //将SR[s...t]归并排序为TR1[s...t] voidMSort(RedType SR[], RedType TR1[], int s, int t) { int m; RedTypeTR2[MAXSIZE]; if (s == t) { TR1[s] = SR[s]; } else { m = (s + t) /2; //将SR[s..t]平分为SR[s..m]和SR[m+1..t] MSort(SR, TR2, s, m); //递归地将SR[s..m]归并为有序的TR2[s..m] MSort(SR, TR2, m+1, t); //递归地将SR[m+1..t]归并为有序的TR2[m+1..t] Merge(TR2, TR1, s, m, t); //将TR2[s..m]和TR2[m+1..t]归并到TR1[s..t] } }//MSort //对顺序表L做归并排序 voidmergeSort(SqList&L) { MSort(L.arr, L.arr, 1, L.length); }//mergeSort //初始化顺序表，给其赋值 voidsetValue(SqList&L) { KeyTypedata[8] = {49,38,65,97,76,13,27,49}; int n = 8; L.arr[0].data = 0; L.length = n; for(int i = 1; i <= L.length; i++) { L.arr[i].data = data[i-1]; L.arr[i].key = L.arr[i].data; }//end for i }//setValue //输出顺序表 void show(SqList&L) { for(int i = 1; i <= L.length; i++){ if(i % 5 == 0) cout< cout< } cout< }//show //调用排序函数进行排序 void performance(SqList&L) { cout<< "原始序列：" < show(L); SqList LI = L; insertSort(LI); cout<< "直接插入排序结果：" < show(LI); SqList LS = L; intdlta[3] = {4,3,1}; int t = 3; shellSort(LS, dlta, t); cout<< "希尔排序结果：" < show(LS); SqList LM = L; mergeSort(LM); cout<< "2-路归并排序结果：" < show(LM); SqList LB = L; bInsertSort(LB); cout<< "折半插入排序结果：" < show(LB); SqList LBB = L; bubbleSort(LBB); cout<< "冒泡排序结果：" < show(LBB); SqList LQ = L; cout<< "快速排序结果：" < quickSort(LQ); show(LQ); HeapType H = L; cout<< "堆排序结果：" < heapSort(H); show(H); }//performance int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[]) { SqList L; setValue(L); performance(L); system("pause"); return 0; } 数据结构实验指导书 一、实验目的 《数据结构》是计算机学科一门重要的专业基础课程，也是计算机学科的一门核心课程。本课程较为系统地论述了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构与实现算法，并做了相应的性能分析和比较，课程内容丰富，理论系统。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因，使得掌握这门课程具有较大的难度： 1）理论艰深，方法灵活，给学习带来困难； 2）内容丰富，涉及的知识较多，学习有一定的难度； 3）侧重于知识的实际应用，要求学生有较好的思维以及较强的分析和解决问题的能力，因而加大了学习的难度； 根据《数据结构》课程本身的特性，通过实验实践内容的训练，突出构造性思维训练的特征，目的是提高学生分析问题，组织数据及设计大型软件的能力。 课程上机实验的目的，不仅仅是验证教材和讲课的内容，检查自己所编的程序是否正确，课程安排的上机实验的目的可以概括为如下几个方面： （1）加深对课堂讲授内容的理解 实验是对学生的一种全面综合训练。是与课堂听讲、自学和练习相辅相成的必不可少的一个教学环节。通常，实验题中的问题比平时的习题复杂得多，也更接近实际。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书上学到的知识用于解决实际问题，培养软件工作所需要的动手能力；另一方面，能使书上的知识变" 活" ，起到深化理解和灵活掌握教学内容的目的。 不少学生在解答习题尤其是算法设计时，觉得无从下手。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的，解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到，只不过其出 现的形式呈多样化，因此需要仔细体会，在反复实践的过程中才能掌握。 (2) 培养学生软件设计的综合能力 平时的练习较偏重于如何编写功能单一的" 小" 算法，而实验题是软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计、用户界面设计、程序设计基本技能和技巧，多人合作，以至一整套软件工作规范的训练和科学作风的培养。 通过实验使学生不仅能够深化理解教学内容，进一步提高灵活运用数据结构、算法和程序设计技术的能力，而且可以在需求分析、总体结构设计、算法设计、程序设计、上机操作及程序调试等基本技能方面受到综合训练。实验着眼于原理与应用的结合点，使学生学会如何把书本上和课堂上学到的知识用于解决实际问题，从而培养计算机软件工作所需要的动手能力。 (3) 熟悉程序开发环境，学习上机调试程序一个程序从编辑，编译，连接到运行，都要在一定的外部操作环境下才能进行。所谓" 环境" 就是所用的计算机系统硬件，软件条件，只有学会使用这些环境，才能进行 程序开发工作。通过上机实验，熟练地掌握程序的开发环境，为以后真正编写计算机程序解决实际问题打下基础。同时，在今后遇到其它开发环境时就会触类旁通，很快掌握新系统的使用。 完成程序的编写，决不意味着万事大吉。你认为万无一失的程序，实际上机运行时可能不断出现麻烦。如编译程序检测出一大堆语法错误。有时程序本身不存在语法错误，也能够顺利运行，但是运行结果显然是错误的。开发环境所提供的编译系统无法发现这种程序逻辑错误，只能靠自己的上机经验分析判断错误所在。程序的调试是一个技巧性很强的工作，尽快掌握程序调试方法是非常重要的。分析问题，选择算法，编好程序，只能说完成一半工作，另一半工作就是调试程序，运行程序并得到正确结果。 二、实验要求 常用的软件开发方法，是将软件开发过程划分为分析、设计、实现和维护四个阶段。虽然数据结构课程中的实验题目的远不如从实际问题中的复杂程度度高，但为了培养一个软件工作者所应具备的科学工作的方法和作风，也应遵循以下五个步骤来完成实验题目： 1) 问题分析和任务定义 在进行设计之前，首先应该充分地分析和理解问题，明确问题要求做什么?限制条件是什么。本步骤强调的是做什么?而不是怎么做。对问题的描述应避开算法和所涉及的数据类型，而是对所需完成的任务作出明确的回答。例如：输入数据的类型、值的范围以及输入的 排序算法 一、插入排序(Insertion Sort) 1. 基本思想： 每次将一个待排序的数据元素，插入到前面已经排好序的数列中的适当位置，使数列依然有序；直到待排序数据元素全部插入完为止。 2. 排序过程： 【示例】： [初始关键字] [49] 38 65 97 76 13 27 49 J=2(38) [38 49] 65 97 76 13 27 49 J=3(65) [38 49 65] 97 76 13 27 49 J=4(97) [38 49 65 97] 76 13 27 49 J=5(76) [38 49 65 76 97] 13 27 49 J=6(13) [13 38 49 65 76 97] 27 49 J=7(27) [13 27 38 49 65 76 97] 49 J=8(49) [13 27 38 49 49 65 76 97] Procedure InsertSort(Var R : FileType); //对R[1..N]按递增序进行插入排序, R[0]是监视哨// Begin for I := 2 To N Do //依次插入R[2],...,R[n]// begin R[0] := R[I]; J := I - 1; While R[0] < R[J] Do //查找R[I]的插入位置// begin R[J+1] := R[J]; //将大于R[I]的元素后移// J := J - 1 end R[J + 1] := R[0] ; //插入R[I] // end End; //InsertSort // 二、选择排序 1. 基本思想： 每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。 2. 排序过程： 【示例】： 初始关键字[49 38 65 97 76 13 27 49] 第一趟排序后13 ［38 65 97 76 49 27 49] 第二趟排序后13 27 ［65 97 76 49 38 49] 第三趟排序后13 27 38 [97 76 49 65 49] 第四趟排序后13 27 38 49 [49 97 65 76] 第五趟排序后13 27 38 49 49 [97 97 76] 《数据结构与算法设计》实验大纲及实验内 容详细要求 一、课程编号： 二、课程类型：必修 适用专业：通信工程 实验学时：32学时 三、本课程的地位、作用与任务 数据结构课程的目标是使学生掌握数据的基本的逻辑结构和存储结构、一些典型的数据结构算法及程序设计方法，要求学会分析数据对象特征，掌握数据组织方法和计算机的表示方法，为数据选择适当的逻辑结构、存储结构以及相应的处理算法，要求具备算法分析的基本技术和能力，并培养良好的程序设计风格，掌握开发复杂、高效程序的技能。 在实验前要预习或者自行补充部分学时，同时进行部分代码准备，实验后要认真完成实验报告。 四、课程基本要求 1.学生应根据每个实验的任务和教师所提的要求，带C语言教材和课程教材。 2.完成指定的实验任务，保存源代码并输出、记录实验结果。 3.实验结束后按时提交实验报告，对于未完成部分，应该利用课余时间补充完成。 五、实验安排 本实验课程共32学时，五个实验(单元)，分16次实验，每次2学时。 实验一：C程序编程、调试实验 1、实验学时：4学时（学生堂下自行加4学时） 2、实验目的： 1)巩固复习前期所学C语言的基本数据类型和自定义数据类型等知识点，强化 学习数据结构语言和编程基础。 2)巩固复习前期所学C语言的函数参数传递、指针和结构体等知识点，加强学 习数据结构语言基础。 3)能够较熟练调试程序 3、实验内容： 1)学生信息的显示。具体要求如下： ●定义一个结构体描述学生信息(学号，姓名，性别，年龄，住址)； ●设计一个函数，用于显示单个学生信息，函数的参数为前面定义的结构 体类型； ●设计一个主函数，在主函数中输入学生的信息，并调用前面定义的函数 进行显示（学生人数不少于5人）。 2)输入若干个整数存储到数组元素值，然后按输入顺序进行逆置存储，最后打 印出逆置后的元素值。要求用指针和动态内存分配方法实现。例如输入：1023045，逆置后显示为：5430210。 3)编写扑克牌发牌程序。在VC++的调试环境下观察数据存储位置、存储数据的 变化、数据之间的逻辑次序、物理存储位置次序。 4)对上述C程序进行调试，运行，从中理解数据和算法的概念，总结调试方法。 实验二：线性表的存储及基本操作、综合应用 1、实验学时：6学时 2、实验目的： 1)掌握线性表的逻辑特征 2)熟练掌握线性表的链式存储结构定义及基本操作 3)理解循环链表和双链表的特点和基本运算 4)加深对顺序存储数据结构的理解和链式存储数据结构的理解，逐步培养解决实 际问题的编程能力。 5)掌握顺序表和链表的概念，学会对问题进行分析，选择恰当的逻辑结构和物理 结构 6)和实验一一起撰写一份实验报告，总结学习效果 3、实验内容： 使用顺序表和链表两种存储结构（linked list），存储输入的一组数据整数，能够进 07排序 【单选题】 1. 从未排序序列中依次取出一个元素与已排序序列中的元素依次进行比较，然后将其放在已排序序列的合适位置，该排序方法称为（A）排序法。 A、直接插入 B、简单选择 C、希尔 D、二路归并 2. 直接插入排序在最好情况下的时间复杂度为（B）。 A、O(logn) B、O(n) C、O(n*logn) D、O(n2) 3. 设有一组关键字值（46,79,56,38,40,84），则用堆排序的方法建立的初始堆为（B）。 A、79,46,56,38,40,80 B、84,79,56,38,40,46 C、84,79,56,46,40,38 D、84,56,79,40,46,38 4. 设有一组关键字值（46,79,56,38,40,84），则用快速排序的方法，以第一个记录为基准得到的一次划分结果为（C）。 A、38,40,46,56,79,84 B、40,38,46,79,56,84 C、40,38,46,56,79,84 D、40,38,46,84,56,79 5. 将两个各有n个元素的有序表归并成一个有序表，最少进行（A）次比较。 A、n B、2n-1 C、2n D、n-1 6. 下列排序方法中，排序趟数与待排序列的初始状态有关的是（C）。 A、直接插入 B、简单选择 C、起泡 D、堆 7. 下列排序方法中，不稳定的是（D）。 A、直接插入 B、起泡 C、二路归并 D、堆 8. 若要在O(nlog2n)的时间复杂度上完成排序，且要求排序是稳定的，则可选择下列排序方法中的（C）。 A、快速 B、堆 C、二路归并 D、直接插入 9. 设有1000个无序的数据元素，希望用最快的速度挑选出关键字最大的前10个元素，最好选用（C）排序法。 A、起泡 B、快速 C、堆 D、基数 10. 若待排元素已按关键字值基本有序，则下列排序方法中效率最高的是（A）。 A、直接插入 B、简单选择 C、快速 D、二路归并 11. 数据序列（8，9，10，4，5，6，20，1，2）只能是下列排序算法中的（C）的两趟排序后的结果。 A、选择排序 B、冒泡排序 C、插入排序 D、堆排序 12. （A）占用的额外空间的空间复杂性为Ｏ(1)。 A、堆排序算法 B、归并排序算法 C、快速排序算法 D、以上答案都不对 线性表 代码一 #include "stdio.h" #include "malloc.h" #define OK 1 #define ERROR 0 #define OVERFLOW -2 #define LIST_INIT_SIZE 100 #define LISTINCREMENT 10 typedef struct { int * elem; int length; int listsize; }SqList; int InitList_Sq(SqList *L) { L->elem = (int*)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(int)); if (!L->elem) return ERROR; L->length = 0; L->listsize = LIST_INIT_SIZE; return OK; } int ListInsert_Sq(SqList *L, int i,int e) { int *p,*newbase,*q; if (i < 1 || i > L->length+1) return ERROR; if (L->length >= L->listsize) { newbase = (int *)realloc(L->elem,(L->listsize+LISTINCREMENT)*sizeof (int)); if (!newbase) return ERROR; L->elem = newbase; L->listsize += LISTINCREMENT; } q = &(L->elem[i-1]); //插入后元素后移for(p=&(L->elem[L->length-1]);p>=q;p--) *(p+1)=*p; *q=e; L->length++; return OK; } int ListDelete_Sq(SqList *L, int i, int *e) { HUNAN UNIVERSITY 课程实习报告 题目：排序算法的时间性能学生姓名 学生学号 专业班级 指导老师李晓鸿 完成日期 设计一组实验来比较下列排序算法的时间性能 快速排序、堆排序、希尔排序、冒泡排序、归并排序(其他排序也可以作为比较的对象） 要求 (1)时间性能包括平均时间性能、最好情况下的时间性能、最差情况下的时间性能等。 (2)实验数据应具有说服力，包括：数据要有一定的规模（如元素个数从100到10000）；数据的初始特性类型要多，因而需要具有随机性；实验数据的组数要多，即同一规模的数组要多选几种不同类型的数据来实验。实验结果要能以清晰的形式给出，如图、表等。 (3)算法所用时间必须是机器时间，也可以包括比较和交换元素的次数。 (4)实验分析及其结果要能以清晰的方式来描述，如数学公式或图表等。 (5)要给出实验的方案及其分析。 说明 本题重点在以下几个方面： 理解和掌握以实验方式比较算法性能的方法；掌握测试实验方案的设计；理解并实现测试数据的产生方法；掌握实验数据的分析和结论提炼；实验结果汇报等。 一、需求分析 (1) 输入的形式和输入值的范围：本程序要求实现各种算法的时间性能的比 较，由于需要比较的数目较大，不能手动输入，于是采用系统生成随机数。 用户输入随机数的个数n，然后调用随机事件函数产生n个随机数，对这些随机数进行排序。于是数据为整数 (2) 输出的形式：输出在各种数目的随机数下，各种排序算法所用的时间和 比较次数。 (3) 程序所能达到的功能：该程序可以根据用户的输入而产生相应的随机 数，然后对随机数进行各种排序，根据排序进行时间和次数的比较。 （4）测试数据：略 二、概要设计 禁止抄袭，否则一律不及格。机会仅有一次！！！！！ 《数据结构课程设计》 一、基本要求 （1）选择一个与线性表、堆栈和队列、数组、树、图、排序、查找等相关的专题，利用C语言或java来实现，解决具有一定规模的、具有实际意义的应用题目。 （2）论文内容主要包括封面、正文、参考文献等，其中正文内容主要引言、系统分析设计、系统实现和小结几部分组成。 （3）论文格式参考下面文档《模板》撰写课程报告。 （4）特别要求自己独立完成。 （5）第15周周一提交课程设计论文、电子版、源代码。 二、创新要求 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善算法性能、友好的人机界面。 可选题目列表： 1.运动会分数统计 任务：参加运动会有n个学校，学校编号为1……n。比赛分成m个男子项目，和w个女子项目。项目编号为男子1……m，女子m+1……m+w。不同的项目取前五名或前三名积分；取前五名的积分分别为：7、5、3、2、1，前三名的积分分别为：5、3、2；哪些取前五名或前三名由学生自己设定。（m<=20,n<=20） 功能要求： 1)可以输入各个项目的前三名或前五名的成绩； 2)能统计各学校总分， 3)可以按学校编号或名称、学校总分、男女团体总分排序输出； 4)可以按学校编号查询学校某个项目的情况；可以按项目编号查询取得前三或前五名的学校。 5)数据存入文件并能随时查询 6)规定：输入数据形式和范围：可以输入学校的名称，运动项目的名称 输出形式：有合理的提示，各学校分数为整形 界面要求：有合理的提示，每个功能可以设立菜单，根据提示，可以完成相关的功能要求。 存储结构：学生自己根据系统功能要求自己设计，但是要求运动会的相关数据要存储在数据文件中。（数据文件的数据读写方法等相关内容在c语言程序设计的书上，请自学解决）请在最后的上交资料中指 数据结构课程设计 课程名称：内部排序算法比较 年级/院系：11级计算机科学与技术学院 姓名/学号： 指导老师： 第一章问题描述 排序是数据结构中重要的一个部分，也是在实际开发中易遇到的问题，所以研究各种排算法的时间消耗对于在实际应用当中很有必要通过分析实际结合算法的特性进行选择和使用哪种算法可以使实际问题得到更好更充分的解决！该系统通过对各种内部排序算法如直接插入排序，冒泡排序，简单选择排序，快速排序，希尔排序，堆排序、二路归并排序等，以关键码的比较次数和移动次数分析其特点，并进行比较，估算每种算法的时间消耗，从而比较各种算法的优劣和使用情况！排序表的数据是多种不同的情况，如随机产生数据、极端的数据如已是正序或逆序数据。比较的结果用一个直方图表示。 第二章系统分析 界面的设计如图所示： |******************************| |-------欢迎使用---------| |-----（1）随机取数-------| |-----（2）自行输入-------| |-----（0）退出使用-------| |******************************| 请选择操作方式： 如上图所示该系统的功能有： （1）：选择1 时系统由客户输入要进行测试的元素个数由电脑随机选取数字进行各种排序结果得到准确的比较和移动次数并 打印出结果。 （2）选择2 时系统由客户自己输入要进行测试的元素进行各种排序结果得到准确的比较和移动次数并打印出结果。 （3）选择0 打印“谢谢使用！！”退出系统的使用！！ 第三章系统设计 （I）友好的人机界面设计：（如图3.1所示） |******************************| |-------欢迎使用---------| |-----（1）随机取数-------| |-----（2）自行输入-------| |-----（0）退出使用-------| #include return q; } void Delete_m(Link &L, Link p, Link q)//删除第m个{ p->next = q->next; free(q); } void main() { Link L, p, q; int n, m; L = NULL; InitList(L);//构造出一个只有头结点的空链表 printf("请输入初始密码人数每个人的密码：\n"); scanf("%d", &m);//初始密码为m scanf("%d", &n);// Creatlinklist(n, L);//构建 p = L; for (int i = 1; i <= n; i++) { q = Locate_m(p, m);//找到第m个 printf("%d", q->num); Delete_m(L, p, q);//删除第m个 } system("pause"); } 各种排序算法的总结和比较 1 快速排序（QuickSort） 快速排序是一个就地排序，分而治之，大规模递归的算法。从本质上来说，它是归并排序的就地版本。快速排序可以由下面四步组成。 （1）如果不多于1个数据，直接返回。 （2）一般选择序列最左边的值作为支点数据。（3）将序列分成2部分，一部分都大于支点数据，另外一部分都小于支点数据。 （4）对两边利用递归排序数列。 快速排序比大部分排序算法都要快。尽管我们可以在某些特殊的情况下写出比快速排序快的算法，但是就通常情况而言，没有比它更快的了。快速排序是递归的，对于内存非常有限的机器来说，它不是一个好的选择。 2 归并排序（MergeSort） 归并排序先分解要排序的序列，从1分成2，2分成4，依次分解，当分解到只有1个一组的时候，就可以排序这些分组，然后依次合并回原来的序列中，这样就可以排序所有数据。合并排序比堆排序稍微快一点，但是需要比堆排序多一倍的内存空间，因为它需要一个额外的数组。 3 堆排序（HeapSort） 堆排序适合于数据量非常大的场合（百万数据）。 堆排序不需要大量的递归或者多维的暂存数组。这对于数据量非常巨大的序列是合适的。比如超过数百万条记录，因为快速排序，归并排序都使用递归来设计算法，在数据量非常大的时候，可能会发生堆栈溢出错误。 堆排序会将所有的数据建成一个堆，最大的数据在堆顶，然后将堆顶数据和序列的最后一个数据交换。接下来再次重建堆，交换数据，依次下去，就可以排序所有的数据。 Shell排序通过将数据分成不同的组，先对每一组进行排序，然后再对所有的元素进行一次插入排序，以减少数据交换和移动的次数。平均效率是O(nlogn)。其中分组的合理性会对算法产生重要的影响。现在多用D.E.Knuth的分组方法。 Shell排序比冒泡排序快5倍，比插入排序大致快2倍。Shell排序比起QuickSort，MergeSort，HeapSort慢很多。但是它相对比较简单，它适合于数据量在5000以下并且速度并不是特别重要的场合。它对于数据量较小的数列重复排序是非常好的。 5 插入排序（InsertSort） 插入排序通过把序列中的值插入一个已经排序好的序列中，直到该序列的结束。插入排序是对冒泡排序的改进。它比冒泡排序快2倍。一般不用在数据大于1000的场合下使用插入排序，或者重复排序超过200数据项的序列。 实验一~实验四任选一题；实验五~实验九任选一题。 实验一运动会分数统计 一、实验目的： （1）熟练掌握线性表的两种存储方式 （2）掌握链表的操作和应用。 （3）掌握指针、结构体的应用 （4）按照不同的学校，不同项目和不同的名次要求，产生各学校的成绩单、团体总分报表。 二、实验内容： 【问题描述】 参加运动会的n个学校编号为1~n。比赛分成m个男子项目和w个女子项目，项目编号分别为1~m和m＋1~m＋w。由于各项目参加人数差别较大，有些项目取前五名，得分顺序为7，5，3，2，1；还有些项目只取前三名，得分顺序为5，3，2。写一个统计程序产生各种成绩单和得分报表。 【基本要求】 产生各学校的成绩单，内容包括各校所取得的每项成绩的项目号、名次（成绩）、姓名和得分；产生团体总分报表，内容包括校号、男子团体总分、女子团体总分和团体总分。 【测试数据】 对于n＝4，m＝3，w＝2，编号为奇数的项目取前五名，编号为偶数的项目取前三名，设计一组实例数据。 【实现提示】 可以假设m≤20，m≤30，w≤20，姓名长度不超过20个字符。每个项目结束时，将其编号、类型符（区分取前五名还是前三名）输入，并按名次顺序输入运动员姓名、校名（和成绩）。 【选作内容】 允许用户指定某些项目可采取其他名次取法。 实验二停车场管理 一、实验目的： （1）熟练掌握栈顺存和链存两种存储方式。 （2）掌握栈的基本操作及应用。 （3）以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。 二、实验内容： 【问题描述】 设停车场是一个可停放n辆汽车的长通道，且只有一个大门可供汽车进出。汽车在停车场内按车辆到达时间的先后顺序，依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车信放在车场的最北端），若车场内已停满n辆汽车，则后来的汽车只能在门外的便道上等候，一旦有车开走，则排在便道上的第一辆车即可开入；当停车场内某辆车要离开时，在它之后进入的车辆必须先退出车场为它让路，待该辆车开出大门外，其他车辆再按原次序进入车场院，每辆停放在车场的车在它离开停车场时必须按它停留的时间长短交纳费用。试为停车场编制按上述要求进行管理的模拟程序。 【基本要求】 以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端读入的输入数据序列进行模拟管理。每一组输入数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码以及到达或离去的时刻。对每一组输入数据进行操作后的输出信息为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场内或便道上的停车位置；若是车辆离去，则输出汽车在停车场内停留的时间和应交纳的费用（在便道上停留的时间不收费）。栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。 【测试数据】 设n=2，输入数据为：(A，1，5)，（A，1，15），（A，3，20），（A，4，25），（A，5，30），（D，2，35），（D，4，40），（E，0，0）。其中：A表示到达（Arrival）；D表示离去（Departure）；E表示输入结束（End）。 【实现提示】 需另设一个栈，临时停放为给要离去的汽车让路而从停车场退出来的汽车，也用顺序存储结构实现。输入数据按到达或离去的时刻有序。栈中每个元素表示一辆汽车，包含两个数据项：汽车的牌照号码和进入停车场的时刻。 【选作内容】 （1）两个栈共享空间，思考应开辟数组的空间是多少？ （2）汽车可有不同种类，则他们的占地面积不同收费标准也不同，如1辆客车和1.5辆小汽车的占地面积相同，1辆十轮卡车占地面积相当于3辆小汽车的占地面积。（3）汽车可以直接从便道开走，此时排在它前面的汽车要先开走让路，然后再依次排到队尾。 （4）停放在便道上的汽车也收费，收费标准比停放在停车场的车低，请思考如何修改结构以满足这种要求。 顺序表的基本操作 #include int j=0; while(L.data[j]!=x) j++; if(j==https://www.wendangku.net/doc/5413230084.html,st) { cout<<"所查找值不存在！"< 数据结构各种排序算法总结 2009-08-19 11:09 计算机排序与人进行排序的不同：计算机程序不能象人一样通览所有的数据，只能根据计算机的"比较"原理，在同一时间内对两个队员进行比较，这是算法的一种"短视"。 1. 冒泡排序 BubbleSort 最简单的一个 public void bubbleSort() { int out, in; for(out=nElems-1; out>0; out--) // outer loop (backward) for(in=0; in swap(out, min); // swap them } // end for(out) } // end selectionSort() 效率：O(N2) 3. 插入排序 insertSort 在插入排序中，一组数据在某个时刻实局部有序的，为在冒泡和选择排序中实完全有序的。 public void insertionSort() { int in, out; for(out=1; out 数据结构实验报告全集 实验一线性表基本操作和简单程序 1．实验目的 （1）掌握使用Visual C++ 上机调试程序的基本方法； （2）掌握线性表的基本操作：初始化、插入、删除、取数据元素等运算在顺序存储结构和链表存储结构上的程序设计方法。 2．实验要求 （1）认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 （2）认真阅读和掌握本章相关内容的程序。 （3）上机运行程序。 （4）保存和打印出程序的运行结果，并结合程序进行分析。 （5）按照你对线性表的操作需要，重新改写主程序并运行，打印出文件清单和运行结果 实验代码： 1）头文件模块 #include >验目的 掌握顺序栈的基本操作：初始化栈、判栈空否、入栈、出栈、取栈顶数据元素等运算以及程序实现方法。 2.实验要求 （1）认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 （2）分析问题的要求，编写和调试完成程序。 （3）保存和打印出程序的运行结果，并分析程序的运行结果。 3.实验内容 利用栈的基本操作实现一个判断算术表达式中包含圆括号、方括号是否正确配对的程序。具体完成如下： （1）定义栈的顺序存取结构。 （2）分别定义顺序栈的基本操作（初始化栈、判栈空否、入栈、出栈等）。 （3）定义一个函数用来判断算术表达式中包含圆括号、方括号是否正确配对。其中，括号配对共有四种情况：左右括号配对次序不正确；右括号多于左括号；左括号多于右括号；左右括号匹配正确。 （4）设计一个测试主函数进行测试。 （5）对程序的运行结果进行分析。 实验代码： #include < > #define MaxSize 100 typedef struct { ??? int data[MaxSize]; ??? int top; }SqStack; void InitStack(SqStack *st) 验目的 （1）进一步掌握指针变量的用途和程序设计方法。 （2）掌握二叉树的结构特征，以及链式存储结构的特点及程序设计方法。 （3）掌握构造二叉树的基本方法。 （4）掌握二叉树遍历算法的设计方法。 3．实验要求 （1）认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 （2）掌握一个实际二叉树的创建方法。 （3）掌握二叉链存储结构下二叉树操作的设计方法和遍历操作设计方法。 4．实验内容 （1）定义二叉链存储结构。 常见内部排序算法比较 排序算法是数据结构学科经典的内容，其中内部排序现有的算法有很多种，究竟各有什么特点呢？本文力图设计实现常用内部排序算法并进行比较。分别为起泡排序，直接插入排序，简单选择排序，快速排序，堆排序，针对关键字的比较次数和移动次数进行测试比较。 问题分析和总体设计 ADT OrderableList { 数据对象：D={ai| ai∈IntegerSet,i=1,2,…,n,n≥0} 数据关系：R1={〈ai-1，ai〉|ai-1, ai∈D, i=1,2,…,n} 基本操作： InitList(n) 操作结果：构造一个长度为n，元素值依次为1，2，…，n的有序表。Randomizel(d,isInverseOrser) 操作结果：随机打乱 BubbleSort( ) 操作结果：进行起泡排序 InserSort( ) 操作结果：进行插入排序 SelectSort( ) 操作结果：进行选择排序 QuickSort( ) 操作结果：进行快速排序 HeapSort( ) 操作结果：进行堆排序 ListTraverse(visit( )) 操作结果：依次对L种的每个元素调用函数visit( ) }ADT OrderableList 待排序表的元素的关键字为整数.用正序,逆序和不同乱序程度的不同数据做测试比较,对关键字的比较次数和移动次数(关键字交换计为3次移动)进行测试比较.要求显示提示信息,用户由键盘输入待排序表的表长(100-1000)和不同测试数据的组数(8-18).每次测试完毕,要求列表现是比较结果. 要求对结果进行分析. 详细设计 1、起泡排序 算法：核心思想是扫描数据清单，寻找出现乱序的两个相邻的项目。当找到这两个项目后，交换项目的位置然后继续扫描。重复上面的操作直到所有的项目都按顺序排好。 bubblesort(struct rec r[],int n) { int i,j; struct rec w; unsigned long int compare=0,move=0; for(i=1;i<=n-1;i++) for(j=n;j>=i+1;j--) { if(r[j].key 数据结构实验课程大纲 本大纲是针对计算机科学与技术专业本科对数据结构的基本要求而编写的。 一、目的与任务 数据结构是一门实践性很强的课程，每个学生必须完成一定数量的上机作业。通过上机作业，要求在数据结构的逻辑特性和存贮表示、基本数据结构的选择和应用、算法设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理解。同时，在程序设计方法、程序设计风格及上机操作等基本技能和科学作风方面受到比较系统的、严格的训练。提高分析问题和用计算机解决实际问题的能力。为后续课程的学习以及为应用软件特别是非数值软件的开发打下良好的理论基础和实践基础。 二、课程内容 1.顺序表的表示和运算（0-2学时） 2.链表的表示和运算（2学时） 3.栈的应用（2-3学时） 4.队列的应用（2-3学时） 5.二叉树的基本操作和应用（2-6学时） 6.图及其应用（2-6学时） 7.排序（4-6学时） 8.查找（2-4学时） 三、基本要求 1.逐步理解和掌握程序设计和上机操作的基本方法和技能。 2.理解并实现各种基本数据结构的存贮表示、运算方法及其典型应用；学会根据实际问题的要求设计算法的 数据结构，并具有一定的比较和选用数据结构及算法的能力。 3.理解并实现常用的查找和排序的基本方法。 四、学时分配 五、实验内容 注：带*的内容以及练习与思考题，可根据实际学时、专业方向特点等具体要求，做相应调整或从略。 实验一、顺序表 实验目的： 熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作。 实验要求： 了解并熟悉顺序表的逻辑特性、存储表示方法和顺序表的基本操作的实现和应用。 实验内容： 编写程序实现下列的要求： (1) 设数据元素为整数，实现这样的线性表的顺序存储表示。 (2) 键盘输入10个数据元素，利用顺序表的基本操作，建立该表。 (3) 利用顺序表的基本操作，找出表中的最大的和最小的数据元素（用于比较的数据元素为整数）。 (4) * 若数据元素为学生成绩（含姓名、成绩等字段），重新编程，实现上面的要求。要求尽可能少地修改前面的程序来得到新程序。（这里用于比较的字段为分数） 练习及思考题： （1）不同类型的数据元素所对应的顺序表在类型定义和操作实现上有什么异同？ （2）顺序表的操作上有什么特点？ （3）不固定数据元素的个数，而通过特殊数据来标记输入数据的结束，实现这样的输入操作。 实验二、链表 实验目的： 熟悉链式表的逻辑特性、存储表示方法的特点和链式表的基本操作。 实验要求： 了解并熟悉链式表的逻辑特性、存储表示方法和链式表的基本操作的实现和应用。 实验内容： 编写程序实现下列的要求： (1) 设学生成绩表中的数据元素为学生成绩（含姓名、成绩字段），实现这样的线性表的链式存储表示。 (2) 键盘输入若干个数据元素（用特殊数据来标记输入数据的结束），利用链表的基本操作（前插或后插算法），建立学生成绩单链表。 (3) 键盘输入关键字值x，打印出表中所有关键字值<=x的结点数据。（用于比较的关键字字段为分数）。 (4) 输入关键字值x，删除表中所有关键字值<=x的结点。（用于比较的关键字字段为分数）。 (5) * 释放该链表（删除所有结点）。 (6) * 若要求建立的学生成绩单链表为有序表，重新编写算法和程序实现前面的要求（3）。（用于比较的字段为分数）。 练习及思考题： （1）不同类型的数据元素所对应的链式表在类型定义和操作实现上有什么异同？ （2）有头结点的链式表，有什么特点？ 数据结构-各类排序算法总结 原文转自： https://www.wendangku.net/doc/5413230084.html,/zjf280441589/article/details/38387103各类排序算法总结 一. 排序的基本概念 排序(Sorting)是计算机程序设计中的一种重要操作，其功能是对一个数据元素集合或序列重新排列成一个按数据元素 某个项值有序的序列。 有n 个记录的序列{R1，R2，…，Rn}，其相应关键字的序列是{K1，K2，…，Kn}，相应的下标序列为1，2，…，n。通过排序，要求找出当前下标序列1，2，…，n 的一种排列p1，p2，…，pn，使得相应关键字满足如下的非递减（或非递增）关系，即：Kp1≤Kp2≤…≤Kpn，这样就得到一个按关键字有序的记录序列{Rp1，Rp2，…，Rpn}。 作为排序依据的数据项称为“排序码”，也即数据元素的关键码。若关键码是主关键码，则对于任意待排序序列，经排序后得到的结果是唯一的；若关键码是次关键码，排序结果可 能不唯一。实现排序的基本操作有两个： （1）“比较”序列中两个关键字的大小； （2）“移动”记录。 若对任意的数据元素序列，使用某个排序方法，对它按关键码进行排序：若相同关键码元素间的位置关系，排序前与排序后保持一致，称此排序方法是稳定的；而不能保持一致的排序方法则称为不稳定的。 二.插入类排序 1.直接插入排序直接插入排序是最简单的插入类排序。仅有一个记录的表总是有序的，因此，对n 个记录的表，可从第二个记录开始直到第n 个记录，逐个向有序表中进行插入操作，从而得到n个记录按关键码有序的表。它是利用顺序查找实现“在R[1..i-1]中查找R[i]的插入位置”的插入排序。数据结构课程实验指导书
各种排序算法比较
《数据结构与算法设计》实验大纲及实验内容详细要求
数据结构排序习题
数据结构实验报告代码
数据结构各种排序算法的时间性能
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