几种常见排序算法实现与性能分析数据结构课程设计报告.doc

课程设计(论文) 题 目 名 称 几种常见的排序算法的实现与性能分析 课 程 名 称 数据结构课程设计 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 信息工程系、通信工程 指 导 教 师 2012年 12 月 23 日  摘 要 设计一个测试程序比较起泡排序、直接排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序算法的关键字比较次数和移动次数。运用多种自定义函数，通过在主函数中调用自定义函数，实现其功能，最后输出相应算法的比较次数(至少有五种不同的数据)和移动次数（关键字的交换记为三次移动）。从而直观的判断各内部排序算法性能的优劣性。 关键词：起泡排序；直接排序；简单选择排序；快速排序；希尔排序；堆排序；内部排序；直观；比较次数；移动次数  目录 1 1 2 需求分析 1 3 概要设计 1 3．1抽象数据类型定义 1 3．2模块划分 2 4 详细设计 3 4．1数据类型的定义 3 4．2主要模块的算法描述 3 5 测试分析 8 6 课程设计总结 12 参考文献 12 附录（源程序清单） 13 1 问题描述 设计一个测试程序比较起泡排序、直接排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序算法的关键字比较次数和移动次数以取得直观感受。待排序表的表长不小于100，表中数据随机产生，至少用5组不同数据作比较，比较指标有：关键字参加比较次数和关键字的移动次数（关键字交换记为3次移动）。最后输出比较结果。 2 需求分析 （1）用数组S来存放系统随机产生的100个数据，并放到R数组中，数据由程序随机产生，用户只需查看结果。 （2）利用全局变量times和changes来分别统计起泡排序、直接排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序算法的比较次数和移动次数，然后输出结果，并在每一次统计之后，将times和changes都赋值为0。 （3）在主函数中调用用户自定义函数，输出比较结果。 （4）本程序是对几种内部排序算法的关键字进行性能分析的程序，它分为以下几个部分：a、b、调用函数求比较和移动次数；c、输出结果。 3 概要设计 3．1抽象数据类型定义 排序数据类型定义ADT paixu{ 数据对象：D={aij|aij属于{1，2，3…},i,j0} 数据关系：R={ai-1,ai|ai-1,ai∈D，i=2,...,n} Insertsort(); 初始条件：数组已经存在。 基本思想：将一个记录插入到已经排好序的有序列表中，从而得到了一个新的、记录新增1的有序表。 Shellsort(); 初始条件：数组已经存在。 基本思想：先取定一个正整数d1n,把全部记录分成d1个组，所有距离为d1倍数的记录放在一组中，在各组内进行插入排序，然后取d2d1重复上述分组和排序工作，直至取di=1,即所有记录放在一个组中排序为止。 Bubblesort(); 初始条件：数组已经存在。 基本思想：两两比较待排序记录的键值，并交换不满足顺序要求的那些偶对，直到全部满足顺序要求为止。 QuickSort(int low,int high)； Selectsort(); 初始条件：数组已经存在。 基本思想：每次从待排序的记录中选出键值最小（或最大）的记录，顺序放在已排序的记录序列的最后，直到全部排完。对待排序的文件进行n-1趟扫描，第i趟扫描选出剩下的n-i+1个记录，并与第i个记录交换。 Heap(); 初始条件：数组已经存在。 基本思想：对一组待排序的的键值，首先是把它们按堆的定义排列成一个序列（称为初建堆），这就找到了最小键值，然后把最小的键值取出，用剩下的键值再重建堆，便得到次小键值，如此反复进行，知道把全部键值排好序为止。 }ADT 排序 3．2模块划分 本程序包括个模块： （1）主程序模块 void main() { 初始化；2）子函数模块：实现直接插入排序的抽象数据类型。 实现希尔排序的抽象数据类型。 实现冒泡排序的抽象数据类型。 实现快速排序的抽象数