1.实验要求
i.
实验目的:
通过编程,学习、实现、对比各种排序算法,掌握各种排序算法的优劣,以及各种算法使用的情况。
理解算法的主要思想及流程。
ii. 实验内容:
使用链表实现下面各种排序算法,并进行比较。 排序算法:
1、插入排序
2、冒泡排序(改进型冒泡排序) 3、快速排序 4、简单选择排序 5、堆排序(小根堆) 要求:
1、测试数据分成三类:正序、逆序、随机数据
2、对于这三类数据,比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数(其中关键字交换计为3次移动)。
3、对于这三类数据,比较上述排序算法中不同算法的执行时间,精确到微秒(选作)
4、对2和3的结果进行分析,验证上述各种算法的时间复杂度 编写测试main()函数测试线性表的正确性
iii. 代码要求:
1、必须要有异常处理,比如删除空链表时需要抛出异常; 2、保持良好的编程的风格:
代码段与段之间要有空行和缩近 标识符名称应该与其代表的意义一致 函数名之前应该添加注释说明该函数的功能 关键代码应说明其功能
3、递归程序注意调用的过程,防止栈溢出
2. 程序分析
通过排序算法将单链表中的数据进行由小至大(正向排序)
存储结构
单链表存储数据:
struct node { };
单链表定义如下: class LinkList { private:
node * front; int data; node*next;
……
public:
LinkList(int a[], int n);
接插入排序:首先将待排序数据建立一个带头结点
的单链表。将单链表划分为有序区和无序区,有序区只包含一个元素节点,依次取无序区中的每一个结点,在有序区中查找待插入结点的插入位置,然后把该结点从单链表中删除,再插入到相应位置。
分析上述排序过程,需设一个工作指针p->next在无序区中指向待插入的结点,在找
到插入位置后,将结点p->next插在结点s和p之间。
void LinkList::InsertSort()
速排序:
主要通过轴值将数据从两端向中间进行比较,交换以实现排序。 通过递归的调用来实现整个链表数据的排序。 代码中选用了第一个元素作为轴值。 一趟排序的代码:
void LinkList::QSZ(node * b, node *e) {
if (b->next == e || b == e)
进版的冒泡排序:
通过设置pos来记录无序边界的位置以减少比较次数。
将数据从前向后两两比较,遇到顺序不对是直接交换两数据的值。 每交换一次movef+3; void LinkList::BubbleSort() {
LARGE_INTEGER t1, t2, feq;
QueryPerformanceFrequency(&feq); 择排序:
每趟排序再待排序的序列中选择关键码最小的元素,顺序添加至已排好的有序序列最后,知道全部记录排序完毕。 void LinkList::SelectSort() {
LARGE_INTEGER t1, t2, feq;
QueryPerformanceFrequency(&feq); 排序: 利用前一趟比较的结果来减少比较次数,提高整体的效率。 其中通过链表储存了一棵树。 选择使用小根堆进行排序。 void LinkList::sift(int k, int m)
{ }
void LinkList::heapsort(int n) {
LARGE_INTEGER t1, t2, feq;
QueryPerformanceFrequency(&feq); 出结果的函数:
void tell(LinkList &a, LinkList &b, LinkList &c, LinkList &d, LinkList &e) {
();
comparef = 0; movef = 0; ();
cout << \排序结果:\; ();
cout << \插入排序法: Compare:\ << setw(3) << comparef << \:\ int i = k, j = 2 * i; while (j <= m) { }
comparef++;
if (j
turn(Get(i), Get(j)); i = j; j = 2 * i;
<< setw(3) << movef << endl;
comparef = 0; movef = 0; ();
cout << \改进型冒泡排序法: Compare:\ << setw(3) << comparef << \
Move:\ << setw(3) << movef << endl;
comparef = 0; movef = 0; ();
cout << \快速排序法: Compare:\ << setw(3) << comparef << \:\
<< setw(3) << movef << endl;
comparef = 0; movef = 0; ();
cout << \简单选择排序法 Compare:\ << setw(3) << comparef << \:
\ << setw(3) << movef << endl;
comparef = 0; movef = 0; (10);
cout << \堆排序算法 Compare:\ << setw(3) << comparef << \:\ <<
setw(3) << movef << endl; }
7.统计时间的函数: #include<> {
LARGE_INTEGER t1, t2, feq;
QueryPerformanceFrequency(&feq);