北邮_数据结构_实验四-数组排序.doc

数据结构实验报告 实验名称： 实验四-数组排序 学生姓名： 班 级： 班内序号： 学 号： 日 期： 2013年12月19日 1．实验要求 使用简单数组实现下面各种排序算法，并进行比较。 排序算法： 1、插入排序 2、希尔排序 3、冒泡排序 4、快速排序 5、简单选择排序 6、堆排序（选作） 7、归并排序（选作） 8、基数排序（选作） 9、其他 要求： 1、测试数据分成三类：正序、逆序、随机数据 2、对于这三类数据，比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数（其中关键字交换计为3次移动）。 3、对于这三类数据，比较上述排序算法中不同算法的执行时间，精确到微秒（选作） 4、对2和3的结果进行分析，验证上述各种算法的时间复杂度 编写测试main()函数测试线性表的正确性。 2. 程序分析 2.1 存储结构 数组：例如： 2.2 关键算法分析 1、直接插入排序Insert（）： void InsertSort(int r[], int n)//直接插入排序 { int count1=0,count2=0;//分别用来记录插入排序比较和移动次数的计数器 for (int i=2; i=n-1; i++) { if(r[i]r[i-1])//查找插入位置 { r[0]=r[i]; //设置哨兵 count2++; int j; for (j=i-1; count1++,r[0]r[j]; j--) //寻找插入位置 { r[j+1]=r[j]; //元素后移 count2++; } r[j+1]=r[0];//插入记录 count2++; } else count1++;//此时虽然没有移动，但是已经进行了一次比较 } for(int k=1;kn;k++)//将排序结果输出 coutr[k] ; coutendl; cout比较次数为count1 移动次数为count2endl; } 直接插入排序的基本思想便是每将一个待排序的元素按其关键码的大小插入到一个已经排序好的有序序列中，直到全部元素都排好。 而我认为直接插入排序的程序中很关键的一点便是加入了监视哨兵，这时的程序的执行中不仅减少了空间的使用也节省了程序执行的时间。 2、希尔排序ShellSort（）： void ShellSort(int r[], int n) //希尔排序 { int i,d, j; int count1=0,count2=0; for (d=n/2; d=1; d=d/2) //以增量为d进行直接插入排序 { for (i=d+1; in; i++) //一趟希尔排序 { r[0]=r[i]; //暂存被插入记录 for (j=i-d; j0 r[0]r[j]; j=j-d)//每隔d个记录进行一次比较和移动 r[j+d]=r[j]; //记录后移d个位置 r[j+d]=r[0]; count1++; count2=count2+d;//每次都移动d个位置 } count1++; } for(i=1;in;i++)//输出希尔排序结果 coutr[i] ; coutendl; cout比较次数为count1 移动次数为count2endl; } 希尔排序而基本思想便是将带排序的元素及分成多个子集，分别对这些子集进行直接直接插入排序，带到真个程序基本有序时在对元素进行一次直接插入排序。 而为了使集合基本有序而不是局部有序，不能简单地逐段分割，而是将相距某个增量的元素组成一个子序列，这个增量逐步缩小，最后等于1，这样最终的结果就是整个序列有序。 3、起泡排序BubbleSort（）： void BubbleSort(int r[], int n) //起泡排序 { int temp, pos, bound; int count1=0,count2=0; pos=n-1; //第一趟起泡排序的范围是r[1]到r[n] while (pos!=0) //仅当上一趟排序有记录交换才进行本趟排序 { bound=pos; //本次无序元素的范围 pos=0; //控制外循环结束 for(int j=1;jbound