快速排序(实验报告附C++源码).doc

快速排序 问题描述 在操作系统中，我们总是希望以最短的时间处理完所有的任务。但事情总是要一件件地做，任务也要操作系统一件件地处理。当操作系统处理一件任务时，其他待处理的任务就需要等待。虽然所有任务的处理时间不能降低，但我们可以安排它们的处理顺序，将耗时少的任务先处理，耗时多的任务后处理，这样就可以使所有任务等待的时间和最小。 只需要将n 件任务按用时去从小到大排序，就可以得到任务依次的处理顺序。当有 n 件任务同时来临时，每件任务需要用时ni，求让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。 需求分析 输入事件件数n，分别随机产生做完n件事所需要的时间； 对n件事所需的时间使用快速排序法，进行排序输出。排序时，要求轴值随机产生。 输入输出格式： 输入： 第一行是一个整数n，代表任务的件数。 接下来一行，有n个正整数，代表每件任务所用的时间。 输出： 输出有n行，每行一个正整数，从第一行到最后一行依次代表着操作系统要处理的任务所用的时间。按此顺序进行，则使得所有任务等待时间最小。 4. 测试数据： 输入 9 5 3 4 2 6 1 5 7 3 输出 1 2 3 3 4 5 5 6 7 概要设计 抽象数据类型 因为此题不需要存储复杂的信息，故只需一个整型数组就可以了。 算法的基本思想 对一个给定的进行快速排序，首先需要选择一个轴值，假设输入的数组中有k个小于轴值的数，于是这些数被放在数组最左边的k个位置上，而大于周知的结点被放在数组右边的n-k个位置上。k也是轴值的下标。这样k把数组分成了两个子数组。分别对两个子数组，进行类似的操作，便能得到正确的排序结果。 程序的流程 输入事件件数n--随机产生做完没个事件所需时间--对n个时间进行 排序--输出结果 快速排序方法（因图难画，举一个实例）： 初始状态 72 6 57 88 85 42 l r 第一趟循环 72 6 57 88 85 42 l r 第一次交换 6 72 57 88 85 42 l r 第二趟循环 6 72 57 88 85 42 r l 第二次交换 72 6 57 88 85 42 r l 反转交换 6 72 57 88 85 42 r l 这就是依靠轴值，将数组分成两部分的实例（特殊情况下，可能为一部分，其中42是轴值）。对分成的两部分数组，分别尽心类似的操作，便可得符合要求的结果。 快速排序的函数模块； void qsort(int* array,int l,int r) { if(r=l) return; int pivotIndex=l+rand()%(r-l+1);//随机选定轴值 swap1(array,pivotIndex,r);//将选定的轴值放到每段数组的最后 int k=partition(array,l-1,r,array[r]); //依靠轴值，将数组分//成两部分 swap1(array,k,r);//将轴值放到正确的位置上 qsort(array,l,k-1);//递归调用，对数组左右两部分进行排序 qsort(array,k+1,r); } /*将大于轴值的放右边，小于轴值的放左边 算法实现*/ int partition(int* array,int l,int r,const int pivot) { do{ while(array[++l]pivot); while((r!=0)(array[--r]pivot)); swap1(array,l,r); }while(lr); swap1(array,l,r); return l; } 算法的时空分析 快速排序在最差情况下，时间代价为Θ(n2)，但很少出现这种情况。如果快速排序找到了完美的轴值，那么整个算法的时间代价为Θ(n㏒n)。 输入和输出的格式 输入 n= //提示 等待输入 输出 原始序列： //提示 随机产生的n个随机数 结果： //提示 正确的排序结果 测试结果 实验心得（可选） 这个实验，不难。但是关键在于理解快速排序的那个过程，如何根据轴值将数组分成两部分，然后将轴值放到合适的位置，继续对分成两部分的数组，执行类似的操作。 附录（实验源码） #includeiostream #includectime using namespace std; //产生n个随机数，存储到数组 int* crtArray(int size) { int n; cout n=; cin n; //设置随机种子 srand(time(NULL)); int* intArray=new int[n]; size=n; cou