数据结构实验--各种排序算法的比较

实验题目：各种查找及排序算法比较

实验内容：

内部排序算法——插入排序（直接插入排序、折半插入排序）、交换排序（冒泡、快速排序）、选择排序（直接选择排序、堆排序）和归并排序（2-路归并排序）的具体实现。

目的与要求：

掌握各种内部排序算法的特点，并对一整型数组排序，比较不同算法的速度。

实验算法：

1）、数据结构描述：

主函数中的a数组保存需要排序数组，将数组作为自变量输入到各种

排序算法的函数中，各个函数返回值为排序之后的数组，在主函数中

以一个循环体输出。

2）、函数和算法描述：

主函数main先用循环体保存数组a，然后输出菜单，通过switch语

句调用排序函数，将数组排序后输出。

InsertSort为直接插入排序对应的函数，并附有插入元素到数组的功能，函数主体是从数组第二个元素开始与其前的元素一一比较大小，

并且插入到合适位置使得该元素的大小位于相邻元素之间。

BinsertSort为折半插入排序对应的函数，函数主体是在如上所述进行插入时，先比较待插入元素与其前的有序列的中心元素的大小关系，

以此循环来判断插入位置。

BubbleSort为冒泡排序对应的函数，为二重循环结构，外循环每循环一次，决定出待排序部分的最大值并置于待排部分的末端，内循环

对相邻两个元素大小作比较，进行调换。

Partition QuickSort为快速排序对应的函数，建有两个指针，从待

排部分两端进行扫描，一次循环之后，将极大值和极小值各置于一端。

SelectMinKey SSSort为选择排序对应的函数，每循环一次，直接选出待排序部分中最小的元素并置于已排序部分之后，直至待排部分

长度为0。

Merge MSort MergeSort为归并排序对应的函数，先将数组元素每两个一组并在组内排序，再将每两组和为一组进行排序，依次循环，

直至分组长度与数组长度相同。

HeapAdjust HeapSort为堆排序对应的函数，通过循环，将数组调

整为大顶堆形式，输出一次即可得到有序序列。

3）、时空分析：

设数组元素数为N，分析各排序算法的平均时间复杂度：

直接插入排序：O(N2)

折半插入排序：O(N2)

冒泡排序：O(N2)

快速排序：O(Nlog(N))

选择排序：O(N2)

归并排序：O(Nlog(N))

堆排序： O(Nlog(N)) 实验结果：

由实验结果和分析，这里的七种算法相比较：

在元素个数比较少时，堆排序的速度最慢，简单排序算法比较有优势。

当元素个数增加，冒泡排序的耗时增加显著，高级排序算法（归并，堆，快速）有优势。

当元素个数增加至非常大师，归并排序和快速排序较堆排序更快。

源代码：#include

#include

#define N 20

int * InsertSort(int a[],int p){

int i,j;

for(i=1;a[i]!=88;i++){}

a[i]=p;

a[i+1]=88;

for(i=2;a[i]!=88;i++)

if(a[i]

{a[0]=a[i];

a[i]=a[i-1];

for(j=i-2;a[0]

a[j+1]=a[j];

a[j+1]=a[0];

}

return a;

}

int *BInsertSort(int a[],int p){

int i,j,l,h,m;

for(i=1;a[i]!=88;i++){}

a[i]=p;

a[i+1]=88;

for(i=2;a[i]!=88;++i){

a[0]=a[i];

l=1;h=i-1;

while(l<=h){

m=(l+h)/2;

if(a[0]

else l=m+1;

}

for(j=i-1;j>=h+1;--j)a[j+1]=a[j];

a[h+1]=a[0];

}

return a;

}

int *BubbleSort(int a[]){

int i,j,temp,l;

for(i=1;a[i]!=88;i++){}l=i;i=0;

for(j=1;a[j]!=88;j++)

{ for (i=0;i

if (a[i]>a[i+1])

{ temp=a[i];

a[i]=a[i+1];

a[i+1]=temp;}

}

return a;}

int Partition(int a[], int low, int high) {

int pivotkey;

a[0] = a[low];

pivotkey = a[low];

while (low

while (low=pivotkey) --high; a[low] = a[high];

while (low

}

a[low] = a[0];

return low;

}

int *QuickSort(int a[],int l,int h)

{

int p;

if(l

p=Partition(a,l,h);

a=QuickSort(a,l,p-1);

a=QuickSort(a,p+1,h);

}

return a;

}

int SelectMinKey(int a[],int i){

int p=a[i];int j,r,l;

for(r=1;a[r]!=88;r++){}

l=r;r=i;//printf("%d",l);

for(j=i;j

{

if(a[j]

p=a[j];

r=j;}

}

return r;

}

int *SSSort(int a[]){

int l,i,j,temp;

for(i=1;a[i]!=88;i++){}