数据结构授课教案-第9章内部排序.docVIP

山东轻工业学院 教师授课教案 课程名称： 数据结构（计科） 课程代码： 0301306 学 分： 4.5 课程类别： 必修 开课单位: 信息科学与技术学院 授课班级： 授课教师： 杨春花 山东轻工业学院教务处制 授课时间 年 月 日 星期 第 节 年 月 日 星期 第 节 年 月 日 星期 第 节 授课内容概要 第九章 内部排序概述 排序插入排序直接插入排序希尔排序交换排序冒泡排序快速排序选择排序简单选择排序树形选择排序堆堆排序归并排序归并排序基数排序多关键字排序链式基数排序各种排序方法的比较各种排序方法的比较排序基本：二路归并排序、堆排序、基数排序的思想和算法各种排序方法的掌握排序的基本概念掌握直接插入排序、希尔排序、选择排序、快速排序思想和算法。希尔排序、堆排序、快速排序、二路归并排序和基数排序。堆排序、快速排序、二路归并排序和基数排序。 授 课 内 容 备 注 第10章 排序 10.1 概述 为了便于查找，通常希望计算机中的数据表是按关键码有序的。 如有序表的折半查找，查找效率较高。还有，二叉排序树、B-树和B+树的构造过程就是一个排序过程。 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关键码有序的序列。 1.排序的定义 （1）排序的定义： 设{R1, R2, …, Rn}是由n个记录组成的文件，{K1, K2, …, Kn}是排序码集合，所谓排序是将记录按排序码递增（或递减）的排列。 排序码可以是主关键码，也可以是次关键码。 （2）稳定性 假设Ki=Kj(1≤i,j ≤ n,i1j)，且在排序前的序列中Ri领先于Rj(即ij)，若在排序后的序列中Ri仍领先于Rj，则称所用的排序方法是稳定的，否则是不稳定的。 （3）排序的分类： 待排序的记录在排序过程中全部存放在内存的称为内排序，如果排序过程中需要使用外存的称为外排序。 按排序原则，排序分为： 插入排序； 选择排序； 交换排序 分配排序 归并排序 外部排序 按排序所需的工作量，排序分为： 简单排序方法，其时间复杂度为O(n2)； 先进的排序方法，其时间复杂度为O(nlogn)； 基数排序，其时间复杂度为O(d·n)； （4）排序中的基本操作： 比较关键码大小 移动记录 （5）对于待排序的记录序列，有三种常见的存储表示方法。 向量结构，即将待排序的记录存放在一组地址连续的存储单元中。 链表结构。 记录向量与地址向量结合，即将待排序记录存放在一组地址连续的存储单元中，同时另设一个指示各个记录位置的地址向量。 为简单起见，数据的存储结构采取向量的存储结构： #define n 20 //记录数 typedef int keytype; typedef struct { keytype key; datatype other; } rectype; rectype r[n+1]; （6）排序算法的评价： 算法的执行时间 算法执行时所需的附加空间 10.2插入排序 基本原理： 每步将一个待排序的对象，按其关键字大小，插入到前面已经排好序的一组对象适当位置上，直到对象全部插入为止。 10.2.1直接插入排序 1直接插入排序的基本思想 先假定第1个记录为有序序列，然后从第2条记录开始，依次将记录插入到前面已经有序的序列中，直至全部记录有序。 一般情况下，第i趟直接插入排序：将r[i]插入到已经有序的序列r[1..i-1]中，使其变成有序序列r[1..i]。 整个排序进行n-1趟插入。 2示例： 初始：[49] 38 65 97 76 13 27 49 3算法： void InsertSort( rectype R[],int n) { int i,j; for (i=2;in;i++) { R[0]＝R[i]; for (j＝i-1; R[0].keyR[j].key;j--) R[j+1] ＝ R[j]; R[j+1] ＝R[0] } } 4算法分析： 空间效率：只需要一个记录的辅助空间。 时间效率： 比较记录的次数为： 最小：n-1次； 最大:(n+2)(n-1)/2次 移动记录的次数： 最小：2(n-1) 最大:(n+4)(n-1)/2 平均情况：O(n2) 10.2.2折半插入排序 1、折半插入排序： 将直接插入排序的查找过程改用折半查找。由此实现的排序称为二分法插入排序。 10.2.3希尔排序(Shell’s Sort) 1、希