广东工业大学_数据结构(内部排序算法)实验报告

广东工业大学实验报告______________学院________________专业_____班成绩评定_______实验题目：数据结构（内部排序算法）第一章实验需求分析与方案排序算法对于计算机信息处理很重要，一个好的排序不仅可以使信息查找的效率提高，而且还直接影响着计算机的工作效率。

目前，最常见的排序算法有冒泡排序法、选择排序法、插入排序法、快速排序法等算法。

这些排序算法各有自己的优缺点，不同的排序算法适应不同的情况。

就算法的整体性能而言,目前很难提出一种适应所有的排序场合的最好的排序算法，每种算法都有自己不同的适用场合。

使用插入排序法，交换排序法，选择排序法设计与实现算法程序完成线性表的排序号。

通过测试分析说明各排序算法的优缺点。

通过实验结果分析，总结插入排序法，交换排序法，选择排序法三类算法的特点。

第二章实验过程与结果a)直接插入法算法算法实现程序：主程序：//直接插入排序算法#include <stdio.h>//待排记录数据类型#define MAXSIZE 30 //一个用作示例的小顺序表的最大长度typedef int KeyType; //定义关键字类型为整数类型typedef struct{KeyType key; //关键字项//InfoType otherinfo; //其他数据项}RedType; //记录类型typedef struct{RedType r[MAXSIZE+1]; //r[0]闲置或用作哨兵单元int length; //顺序表长度}SqList;int c;//比较次数comparetimeint m;//移动次数movetime//Output内部排序算法输出函数void Output(SqList &L){for(int i=1;i<=L.length;i++){printf(" %d ",L.r[i].key);}printf("\n");}//InsertionSort直接插入排序算法void InsertionSort(SqList &L){//对顺序表L作直接插入排序。

int c=0;//比较次数comparetimeint m=0;//移动次数movetimefor (int i=2;i<=L.length;++i){if(L.r[i].key < L.r[i-1].key){ //"<"，需将L.r[i]插入有序表L.r[0] = L.r[i]; //复制哨兵m++;L.r[i] = L.r[i-1];m++;for (int j=i-2; L.r[0].key < L.r[j].key; --j,c++ )L.r[j+1].key = L.r[j].key; //记录后移m++;L.r[j+1] = L.r[0]; //插入到正确位置m++;}c++;m++;Output(L);}printf("\t移动次数m:%d\n",m);printf("\t比较次数c:%d\n",c);}//InsertionSortvoid main(){printf("\t\t InserionSort直接插入排序算法\n");printf("\n");printf("\t\t 待排序顺序表L: 59 48 75 107 86 23 37 59 55 20\n");printf("\n");SqList L;L.r[1].key=59; L.r[2].key=48;L.r[3].key=75; L.r[4].key=107;L.r[5].key=86; L.r[6].key=23;L.r[7].key=37; L.r[8].key=59;L.r[9].key=55; L.r[10].key=20;L.length=10;printf("\n");printf("对顺序表L进行排序:");printf("\n");InsertionSort(L);printf("\n");printf("\t输出InsertionSort结果:\n");Output(L);printf("\n");}运行结果●排序过程比较和移动次数。

插入排序算法具体操作为：将待排序数组分为两部分，第一部分包括这个数组中除最后一个元素外的所有元素，第二部分为最后一个元素，直到第一部分排好序后，再将第二部分插入到已排好序的第一部分中，如此递归，最终为第一部分为数组第一个元素，第二部分为数组第二个元素，二者排序完毕后继续将后面的元素插入，如此直至数组最后一个元素插入完毕，整个数组排序完毕。

排序过程中，数据的移动次数为37，比较次数为31。

b)折半插入法算法●算法实现程序；主程序：//折半插入排序算法#include <stdio.h>//待排记录数据类型#define MAXSIZE 30 //一个用作示例的小顺序表的最大长度typedef int KeyType; //定义关键字类型为整数类型typedef struct{KeyType key; //关键字项//InfoType otherinfo; //其他数据项}RedType; //记录类型typedef struct{RedType r[MAXSIZE+1]; //r[0]闲置或用作哨兵单元int length; //顺序表长度}SqList;int c;//比较次数comparetimeint m;//移动次数movetime//Output内部排序算法输出函数void Output(SqList &L){for(int i=1;i<=L.length;i++){printf(" %d ",L.r[i].key);}printf("\n");}//BinaryInsertionSort折半插入排序算法void BinaryInsertionSort (SqList &L){//对顺序表L作折半插入排序。

int c=0;//比较次数comparetimeint m=0;//移动次数movetimefor (int i=2;i<=L.length; ++i,c++){L.r[0] = L.r[i]; //将L.r[i]暂存到L.r[0]int low = 1;int high = i-1;while (low <= high) { //在r[loe..high]中折半查找有序插入的位置int mid = (low+high)/2; //折半if (L.r[0].key<L.r[mid].key) high = mid-1;//插入点在低半区else low = mid+1;//插入点在高半区m++;}//whileOutput(L);for ( int j = i-1;j >= high+1; --j,c++) L.r[j+1] = L.r[j];//记录后移m++;L.r[high+1] = L.r[0]; //插入m++;Output(L);}//forprintf("\t移动次数m:%d\n",m);printf("\t比较次数c:%d\n",c);}//BinaryInsertionSortvoid main(){printf("\t\t BinaryInsertionSort折半插入排序算法\n");printf("\n");printf("\t\t 待排序顺序表L: 59 48 75 107 86 23 37 59 55 20\n");printf("\n");SqList L;L.r[1].key=59; L.r[2].key=48;L.r[3].key=75; L.r[4].key=107;L.r[5].key=86; L.r[6].key=23;L.r[7].key=37; L.r[8].key=59;L.r[9].key=55; L.r[10].key=20;L.length=10;printf("\n");printf("对顺序表L进行排序:");printf("\n");BinaryInsertionSort(L);printf("\n");printf("\t输出BinaryInsertionSort结果:\n");Output(L);printf("\n");}运行结果●排序过程比较和移动次数。

折半插入排序算法的具体操作为：在将一个新元素插入已排好序的数组的过程中，寻找插入点时，将待插入区域的首元素设置为a[low],末元素设置为a[high]，则轮比较时将待插入元素与a[m],其中m=(low+high)/2相比较,如果比参考元素小，则选择a[low]到a[m-1]为新的插入区域(即high=m-1)，否则选择a[m+1]到a[high]为新的插入区域（即low=m+1），如此直至low<=high不成立，即将此位置之后所有元素后移一位，并将新元素插入a[high+1]。

排序过程中，数据的移动次数为40，比较次数为38。

c)希尔排序算法●算法实现程序主程序：//希尔排序算法#include <stdio.h>//待排记录数据类型#define MAXSIZE 30 //一个用作示例的小顺序表的最大长度typedef int KeyType; //定义关键字类型为整数类型typedef struct{KeyType key; //关键字项//InfoType otherinfo; //其他数据项}RedType; //记录类型typedef struct{RedType r[MAXSIZE+1]; //r[0]闲置或用作哨兵单元int length; //顺序表长度}SqList;int c;//比较次数comparetimeint m;//移动次数movetime//Output内部排序算法输出函数void Output(SqList &L){for(int i=1;i<=L.length;i++){printf(" %d ",L.r[i].key);}printf("\n");}//Shell's Sort希尔排序算法void ShellInsert(SqList &L, int dk){//对顺序表L作一趟希尔插入排序。