数据结构课程设计——排序与查找
数据结构课程设计快速排序和归并排序
XX学院信息科学与工程系课程设计说明书课程名称:数据结构课程代码:题目: 快速排序与归并排序年级/专业/班:学生姓名: 奉XX学号: 1440000000指导教师: 易开题时间: 2015 年 12 月 30 日完成时间: 2016 年 1 月 10 日目录摘要 (1)一、引言 (3)二、设计目的与任务 (3)1、课程设计目的 (3)2、课程设计的任务 (3)三、设计方案 (3)1、需求分析 (3)2、概要设计 (4)3、详细设计 (5)4、程序清单 (13)四、调试分析与体会 (19)五、运行结果 (20)六、结论 (24)七、致谢 (24)八、参考文献 (25)摘要数据结构课程设计，列举了数据结构课程设计实例，通过综合训练，能够培养学生实际分析问题、解决问题、编程和动手操作等多方面的能力，最终目的是帮助学生系统地掌握数据结构的基本内容，并运用所学的数据结构知识去解决实际问题。
其中内容包括数组、链接表、栈和队列、递归、树与森林、图、堆与优先级队列、集合与搜索结构、排序、索引与散列结构等关键字：数据结构；分析；掌握AbstractData structure course design, lists the data structure course design as an example, through the comprehensive training, to cultivate students' practical analysis and solve problems in many aspects, programming, and hands-on ability, the ultimate goal is to help students to systematically master the basic content of data structure, and using the data structure of knowledge to solve practical problems. Content including array, linked list, stack and queue, recursion, tree and forest, graph, heap and priority queue, the structure of the collection and search, sorting, indexing and hashing structure, etcKeywords:data structure；Analysis；master《数据结构》课程设计----快速排序与归并排序一、引言二、将一组数据运用快速排序与归并排序进行排序，要求使用递归与非递归方法三、本次课程设运用到了数组、链接表、栈、递归、排序等结构。
查找排序
解：① 先设定3个辅助标志: low,high,mid， 显然有：mid= (low+high)/2 ② 运算步骤：
(1) low =1,high =11 ,故mid =6 ，待查范围是 [1,11]； (2) 若 S[mid] < key，说明 key[ mid+1,high] ， 则令：low =mid+1;重算 mid＝ (low+high)/2；. (3) 若 S[mid] > key，说明key[low ,mid-1]， 则令：high =mid–1;重算 mid ； (4)若 S[ mid ] = key，说明查找成功，元素序号=mid; 结束条件： （1）查找成功 ： S[mid] = key （2）查找不成功 ： high＜low （意即区间长度小于0）
while(low<=high)
{ mid=(low+high)/2; if(ST[mid].key= = key) return (mid); /*查找成功*/
else if( key< ST[mid].key) high=mid-1; /*在前半区间继续查找*/ else } return (0); /*查找不成功*/
4 5 6 7
0
1
2
90
10
(c)
20
40
K=90
80
30
60
Hale Waihona Puke 25(return i=0 )
6
讨论：怎样衡量查找效率？
——用平均查找长度（ASL）衡量。
如何计算ASL？
数据结构的课程设计
数据结构的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数据结构的基本概念，掌握线性表、树、图等常见数据结构的特点与应用场景。
2. 学会分析不同数据结构的存储方式和操作方法，并能运用到实际问题的解决中。
3. 掌握排序和查找算法的基本原理，了解其时间复杂度和空间复杂度。
技能目标：1. 能够运用所学数据结构知识，解决实际问题，提高编程能力。
2. 能够运用排序和查找算法，优化程序性能，提高解决问题的效率。
3. 能够运用数据结构知识，分析并解决复杂问题，培养逻辑思维能力和创新意识。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数据结构学科的兴趣，激发学习热情，形成主动探索和积极进取的学习态度。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力，提高沟通表达能力。
3. 培养学生的抽象思维能力，使其认识到数据结构在计算机科学中的重要性，激发对计算机科学的热爱。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，培养学生的编程能力和逻辑思维能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握数据结构的基本知识，提高解决实际问题的能力，同时培养良好的学习态度和价值观。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 数据结构基本概念：介绍数据结构的概念、作用和分类，重点讲解线性结构（线性表、栈、队列）和非线性结构（树、图）的特点。
2. 线性表：讲解线性表的顺序存储和链式存储结构，以及相关操作（插入、删除、查找等）。
3. 栈和队列：介绍栈和队列的应用场景、存储结构及相关操作。
4. 树和二叉树：讲解树的定义、性质、存储结构，二叉树的遍历算法及线索二叉树。
5. 图：介绍图的定义、存储结构（邻接矩阵和邻接表）、图的遍历算法（深度优先搜索和广度优先搜索）。
6. 排序算法：讲解常见排序算法（冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序等）的原理、实现及性能分析。
7. 查找算法：介绍线性查找、二分查找等查找算法的原理及实现。
汽车牌照的排序与查找问题-数据结构与算法课程设计报告
合肥学院计算机科学与技术系课程设计报告2009 ～20010 学年第二学期课程数据结构与算法课程设计名称汽车牌照的排序与查找问题学生姓名闵晓龙学号**********专业班级08计本（2）班指导教师王昆仑20010年6月题目：汽车牌照的排序与查找问题，实现对汽车牌照按多关键字排序及快速查找。
其中汽车牌照有汉字、字母和数字混合排列，例如：皖A12345。
使用基数排序方法进行排序，并在排序的基础上，利用二分查找思想实现对汽车牌照按多关键字的查找。
一、问题分析和任务定义此程序要完成如下要求：选择一种数据结构来存储每个车辆的信息（如车主姓名,汽车等），在此基础上进行基数排序，而汽车牌照是由汉字、字母以及数字组成，即多关键字，其中字母和数字的比较是比较容易实现的，考虑到汉字的存储等各方面原因，对汉字的排序并不是很容易就能完成的，故不能直接对汉字排序。
经过分析可知，汽车牌照中的汉字是各个省市自治区的简称，共有34个。
这些汉字可以根据其汉语拼音的规则进行排序，然后预先存放到字符串数组中，这样每个汉字就对应着一个数组下标，只要对数组下标进行排序就可以实现对汉字的排序了。
在对车牌号进行查找时，先对车牌号进行排序，然后将车牌号中的汉字及字符均转换成一个长整形数据存储在一个预先定义的一个一维数组中并把需要查找的车牌号码也转换成一个长整型数据，然后在原先的一维数组中使用二分查找来查找该车牌号码对应的车辆信息。
二、数据结构的选择和概要设计1、数据结构的选择：程序要求实现对汽车牌照的排序与查找，而如果仅仅进行牌照的排序与查找，则显得程序没有太大的实用性，所以考虑在程序中加入例如车主的姓名以及车子的品牌等内容来增加程序的实用性。
为了能够更好的完成这些功能，在这里选用链表来存储所有车辆的信息，用链表中的单个节点来存储一辆汽车的信息，而对应的各个节点的域中则存储其对应的车辆信息（如车牌号码、车主姓名、车的品牌等信息）。
在存储汽车牌照中的汉字时，由于汉字在内存中占用两个字节，需要使用字符串数据来存储。
数据结构课程设计pdf
数据结构课程设计 pdf一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握数据结构的基本概念，包括线性表、栈、队列、树、图等；2. 使学生了解不同数据结构的特点，并能运用其解决实际问题；3. 引导学生掌握常见数据结构的相关算法，如排序、查找等。
技能目标：1. 培养学生运用数据结构描述问题的能力，提高编程实现复杂问题的技能；2. 培养学生具备分析算法复杂度，选择合适数据结构和算法解决问题的能力；3. 提高学生的团队协作能力，通过小组讨论和项目实践，培养学生的沟通表达能力和协作精神。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机科学的兴趣，培养学生主动探索、勇于创新的精神；2. 培养学生具备良好的学习习惯，严谨的学术态度，对待问题敢于质疑、善于思考；3. 引导学生认识到数据结构在实际应用中的重要性，提高学生的专业认同感。
本课程针对高中年级学生，结合数据结构课程性质，注重理论与实践相结合，培养学生解决实际问题的能力。
考虑到学生的年龄特点，课程设计力求生动有趣，以激发学生的学习兴趣。
在教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动探索、积极思考，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，期望学生能够达到上述课程目标，为后续计算机科学课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 线性表：介绍线性表的定义、特点和基本操作，包括顺序存储和链式存储的实现方法。
教材章节：第一章第一节进度安排：2课时2. 栈和队列：讲解栈和队列的基本概念、性质以及应用场景，实现顺序栈和链栈、循环队列等。
教材章节：第一章第二节进度安排：3课时3. 树和二叉树：阐述树和二叉树的基本概念、性质、存储结构及遍历方法，包括二叉排序树、平衡二叉树等。
教材章节：第二章进度安排：5课时4. 图：介绍图的定义、存储结构、遍历算法以及最短路径、最小生成树等算法。
教材章节：第三章进度安排：5课时5. 排序与查找：讲解常见排序算法（冒泡、选择、插入等）和查找算法（顺序、二分、哈希等），分析其算法复杂度。
数据结构——查找,顺序查找,折半查找
实验五查找的应用一、实验目的：1、掌握各种查找方法及适用场合，并能在解决实际问题时灵活应用。
2、增强上机编程调试能力。
二、问题描述1.分别利用顺序查找和折半查找方法完成查找。
有序表（3,4,5,7,24,30,42,54,63,72,87,95）输入示例：请输入查找元素：52输出示例：顺序查找：第一次比较元素95第二次比较元素87 ……..查找成功，i=**/查找失败折半查找：第一次比较元素30第二次比较元素63 …..2.利用序列（12,7,17,11,16,2,13,9,21,4）建立二叉排序树，并完成指定元素的查询。
输入输出示例同题1的要求。
三、数据结构设计（选用的数据逻辑结构和存储结构实现形式说明）（1）逻辑结构设计顺序查找和折半查找采用线性表的结构，二叉排序树的查找则是建立一棵二叉树，采用的非线性逻辑结构。
（2）存储结构设计采用顺序存储的结构，开辟一块空间用于存放元素。
（3）存储结构形式说明分别建立查找关键字，顺序表数据和二叉树数据的结构体进行存储数据四、算法设计（1）算法列表（说明各个函数的名称，作用，完成什么操作）序号 名称 函数表示符 操作说明1 顺序查找 Search_Seq 在顺序表中顺序查找关键字的数据元素2 折半查找 Search_Bin 在顺序表中折半查找关键字的数据元素3 初始化 Init 对顺序表进行初始化，并输入元素4 树初始化 CreateBST 创建一棵二叉排序树5 插入 InsertBST 将输入元素插入到二叉排序树中6 查找 SearchBST在根指针所指二叉排序树中递归查找关键字数据元素 （2）各函数间调用关系（画出函数之间调用关系）typedef struct { ElemType *R; int length;}SSTable;typedef struct BSTNode{Elem data; //结点数据域 BSTNode *lchild,*rchild; //左右孩子指针}BSTNode,*BSTree; typedef struct Elem{ int key; }Elem;typedef struct {int key;//关键字域}ElemType;（3）算法描述int Search_Seq(SSTable ST, int key){//在顺序表ST中顺序查找其关键字等于key的数据元素。
高职数据结构课程设计
高职 数据结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数据结构的基本概念，掌握线性表、栈、队列、树、图等常见数据结构的特点及其应用场景。
2. 学会分析不同数据结构的存储方式和操作算法，并能进行时间复杂度和空间复杂度的简单分析。
3. 掌握排序和查找算法的基本原理，能够运用到实际问题中，提高数据的处理效率。
技能目标：1. 培养学生运用数据结构解决实际问题的能力，能够针对特定需求选择合适的数据结构进行问题建模和求解。
2. 培养学生编写高效算法的能力，提高代码质量和程序性能。
3. 培养学生通过团队合作，进行数据结构相关项目的开发和实践。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对数据结构课程的兴趣，激发学习热情，形成积极向上的学习态度。
2. 培养学生的创新思维和逻辑思维能力，提高分析问题和解决问题的能力。
3. 培养学生的团队协作意识，学会在团队中发挥个人优势，共同完成任务。
本课程针对高职学生，结合数据结构课程性质，强调理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力和实际应用能力。
教学要求充分考虑学生的认知特点，由浅入深，循序渐进，确保学生能够掌握数据结构的基本知识和技能，为以后从事软件开发和计算机应用领域的工作打下坚实基础。
通过本课程的学习，学生将能够具备独立分析和解决实际问题的能力，提高职业素养和就业竞争力。
二、教学内容1. 线性表：包括线性表的定义、特点、顺序存储结构和链式存储结构。
重点讲解线性表的插入、删除、查找等基本操作。
教材章节：第2章 线性表2. 栈和队列：介绍栈和队列的基本概念、存储结构及操作方法。
分析栈和队列在实际应用中的使用场景。
教材章节：第3章 栈和队列3. 树和二叉树：讲解树的基本概念、存储结构、遍历方法，以及二叉树的特点、性质和常用算法。
教材章节：第4章 树和二叉树4. 图：介绍图的基本概念、存储结构（邻接矩阵和邻接表）、遍历算法（深度优先搜索和广度优先搜索）以及最小生成树、最短路径等算法。
数据结构-7顺序查找与二分查找
i=m+1=8,j=8, m=(i+j)/2=8。 r[m]>k : 在左半部分继续查找。
i=8, j=m-1=7 ,
i>j: 查找失败
存储结构
key info 0 1 k1 2 k2 3 k3
…………
n kn
typedef struct { keytype key; ………….
} elemtype;
分块有序表的结构可以分为两部分： 1、线性表本身是顺序存储结构 2、再建立一个索引表，线性表中每个子表建立一个索引节点
。索引节点包括两部分：一是数据域，一是指针域。数据域存 放对应子表中的最大元素值，指针域用于指示子表第一个元素 的在整个表中序号。
分块查找
template<class T> struct indnode {
key=32
d (1) 27
i=1
d (2) 36
i=2
d (3) 32i=3 Nhomakorabead (4) 18
此时d(i)=key,数组中的第3个位置
如果输入查找的元素值key=22
d (1) 27 i=1
d (2) 36 i=2
d (3) 32 i=3
d (4) 18
i=4 i=5 此时i等于5,超过数组中元素个数,找不到
T key; int k; };
上图查找过程：首先查找索引表，确定查找的子表，然后再相应的子表中 应顺序表查找法查找。
• int blksearch(record r[],index idx[],keytype key)
•{
• int i=0,j;
• while(i<idxN)
•{
• if(key<=idx[i].key){
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北京信息科技大学课程设计报告课程名称数据结构课程设计题目排序与查找指导教师赵庆聪设计起止日期设计地点系别信息管理学院专业__信息管理与信息系统_姓名/学号______鲁丹2012012108__b=SelectSort(L);display(L);printf("此排序法关键字比较的次数为:%d\n",b);printf("\n快速排序输出的顺序表为:\n");c=QuickSort(L,1,20);display(L);printf("此排序法关键字比较的次数为:%d\n",c); printf("\n双向起泡法排序输出的顺序表为:\n");d=BubbleSort(L);display(L);printf("此排序法关键字比较的次数为:%d\n",d);}1.#include "stdio.h"2.#include "stdlib.h"3.#include "string.h"4.#include "time.h"5.#include "limits.h"6.#define MAXITEM 10007.typedef int KeyType,ElemType;8.int count1=0,count2=0,count3=0,count4=0,count5=0,count6=0;9.int swap1=0,swap2=0,swap3=0,swap4=0,swap5=0,swap6=0;10.typedef struct rec11.{12. KeyType key;13. ElemType data;14.}sqlist[MAXITEM];15.16.void gennum(sqlist r,sqlist t,int n)17.{18.int i;19. srand((unsigned)time(NULL));20.for(i=1;i<=n;i++)21. { t[i].key=rand()%100;22. r[i].key=t[i].key;23. }24.}25.26.void ini(sqlist r,sqlist t,int n)27.{28.int i;29.for(i=1;i<=n;i++)30. r[i].key=t[i].key;31.}32.33.void BubbleSort(sqlist r,int n)//起泡法r[1]~r[n]34.{35.int i,j;36.struct rec w;37.for(i=1;i<=n-1;i++)38.for(j=n;j>=i+1;j--)39. {40.if(r[j].key<r[j-1].key)41. {42. w=r[j];43. r[j]=r[j-1];44. r[j-1]=w;45. swap1++;46. }47. count1++;48. }49.50.}51.52.53.void InsertSort(sqlist r,int n)//直接插入排序r[1]~r[n]54.{55.int i,j;56.for(i=2;i<=n;i++)57. {58. count2++;59. r[0]=r[i];60. j=i-1;61.while(r[0].key<r[j].key)62. {63. r[j+1]=r[j];64. j--;65. count2++;66. swap2++;67. }68. r[j+1]=r[0];69. swap2++;70. }71.}72.73.void SelectSort(sqlist r,int n)//简单选择排序r[1]~r[n]74.{75.int i,j,k;76.struct rec temp;77.for(i=1;i<=n-1;i++)78. {79. k=i;80.for(j=i+1;j<=n;j++)81.if(r[j].key<r[k].key){k=j;count3++;}82.if(i!=k)83. {84. temp=r[i];85. r[i]=r[k];86. r[k]=temp;87. swap3++;88. }89. }90.}91.92.void QuickSort(sqlist r,int s,int t)//快速排序r[s]~r[t],r[0]空出93.{94.int i=s,j=t;95.if(s<t)96. {97. r[0]=r[s];swap4++;98.do99. {100.while(j>i&&r[j].key>=r[0].key){j--;count4++;} 101.if(i<j)102. {103. r[i]=r[j];104. i++;105. swap4++;106. }107.while(i<j&&r[i].key<=r[0].key){i++;count4++;} 108.if(i<j)109. {110. r[j]=r[i];111. j--;112. swap4++;113. }114. }while(i<j);115. r[i]=r[0];116. swap4++;117. QuickSort(r,s,j-1);118. QuickSort(r,j+1,t);119. }120.}121.122.void ShellSort(sqlist r,int n)//希尔排序r[1]~r[n]123.{124.int i,j,gap;125.struct rec x;126. gap=n/2;127.while(gap>0)128. {129.for(i=gap+1;i<=n;i++)130. {131.132. j=i-gap;133.while(j>0)134.if(r[j].key>r[j+gap].key)135. {136. x=r[j];137. r[j]=r[j+gap];138. r[j+gap]=x;139. j=j-gap;140. count5++;141. swap5++;142. }143.else144. {145. j=0;count5++;146. }147. }148. gap=gap/2;149. }150.}151.152.void sift(sqlist r,int l,int m)153.{154.int i,j;155.struct rec x;156. i=l;157. j=2*i;158. x=r[i];159.while(j<=m)160. {161.if(j<m&&r[j].key<r[j+1].key){j++;count6++;} 162.if(x.key<r[j].key)163. {164. r[i]=r[j];165. i=j;166. j=2*i;167. count6++;168. swap6++;169. }170.else {j=m+1;count6++;}171. }172. r[i]=x;173.}174.void HeapSort(sqlist r,int n)//堆排序r[1]~r[n]175.{176.int i;177.struct rec m;178.for(i=n/2;i>=1;i--)sift(r,i,n);179.for(i=n;i>=2;i--)180. {181. m=r[i];182. r[i]=r[1];183. r[1]=m;184. swap6++;185. sift(r,1,i-1);186. }187.}188.189.void main()190.{191.192.int k,n,a;193. sqlist r,t;194. printf(" ***************************************\n");195. printf(" * *\n");196. printf(" * * 内部排序算法的性能分析 * *\n");197. printf(" * *\n");198. printf(" ***************************************\n\n");199.200. printf("-----------------*-------------------------------------*----------------\n"); 201. printf("**是否执行程序**\n");202. printf("(是) 按 1 键, (否) 按 0 键\n");203. printf(" 按键为：");204. scanf("%d",&a);205. printf("-----------------*-------------------------------------*----------------\n"); 206.207.while(a==1)208. {printf("**请输入要排序的数据的个数：");209. scanf("%d",&n);210.211. gennum(r,t,n);212. printf("\n");213.214. printf("**随机产生的最初顺序是:\n");215.for(k=1;k<=n;k++)216. { printf("%3d",t[k].key);217.if(k%20==0)218. printf("\n");219. }220. printf("\n");221. BubbleSort(r,n);222. printf("\n**排序之后的顺序是:\n");223.for(k=1;k<=n;k++)224. { printf("%3d",r[k].key);225.if(k%20==0)226. printf("\n");227. }228. printf("\n\n");229. printf("-------------------------------*分析结果*-------------------------------\n\n"); 230. printf(" **起泡排序**\n");231. printf(" 比较的次数是: %d,移动的次数是: %d\n\n",count1,swap1);232.233. ini(r,t,n);234. InsertSort(r,n);235. printf(" **直接插入**\n");236. printf(" 比较的次数是: %d,移动的次数是: %d\n\n",count2,swap2);237.238. ini(r,t,n);239. SelectSort(r, n);240. printf(" **简单选择排序**\n");241. printf(" 比较的次数是: %d,移动的次数是: %d\n\n",count3,swap3);242.243. ini(r,t,n);244. QuickSort(r,1,n);245. printf(" **快速排序**\n");246. printf(" 比较的次数是: %d,移动的次数是: %d\n\n",count4,swap4);247.248. ini(r,t,n);249. ShellSort(r,n);250. printf(" **希尔排序**\n");251. printf(" 比较的次数是: %d,移动的次数是: %d\n\n",count5,swap5);252.253. ini(r,t,n);254. HeapSort(r,n);255. printf(" **堆排序**\n");256. printf(" 比较的次数是: %d,移动的次数是: %d\n\n",count6,swap6);257.258. printf("-----------------*-------------------------------------*----------------\n"); 259. printf("**是否继续执行程序**\n");260. printf(" (是) 按 1 键, (否) 按 0 键\n");。