随机函数产生进行多种方法排序排序(共18页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 数据结构课程设计报告专 业 信息管理与信息系统 班 级 姓 名 赵文龙 学 号 时 间 2013.12.12 课程设计：排序综合一、任务描述（1）至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序）。并把排序后的结果保存在不同的文件中。2) 统计每一种排序方法的性能（以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。如果采用 4 种或 4 种以上的方法者，可适当加分。二、问题分析1、功能分析 分析设计课题的要求，要求编程实现以下功能：（1）显示随机数：调用Dip()函数输出数组a。

2、数组a中保存有随机产生的随机数。 （2）直接选择排序：通过n-I次关键字间的比较，从n-i+1个记录中选出关键字最小的记录，并和第i个记录交换之。 （3）冒泡排序：如果有n个数，则要进行n-1趟比较。在第1趟比较中要进行n-1次两两比较，在第j趟比较中要进行n-j次两两比较。 （4）希尔排序：先将整个待排记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序，待整个序列中的记录“基本有序”时，再对全体记录进行一次直接插入排序。 （5）直接插入排序：将一个记录插入到已排序好的有序表中，从而得到一个新的、记录数增1的有序表。设整个排序有n个数，则进行n-1趟插入，即：先将序列中的第1个记录看成是一个有序的

3、子序列，然后从第2个记录起逐个进行插入，直至整个序列变成按关键字非递减有序列为止。（6）显示各排序算法排序后的的数据和时间效率，并比较找出其中2种较快的方法。2、数据对象分析 排序方式：直接选择排序、冒泡排序、希尔排序、直接插入排序显示排序后的的数据和时间效率。三、数据结构设计1.主要全程变量及数据结构 数据结构： typedef struct KeyType key; InfoType otherinfo; RedType;typedef struct RedType rMAXSIZE+1; int length; SqList; 2.算法的入口参数及说明#include #define M

4、AXSIZE 20#define LT(a,b) (a)(b) /宏定义typedef int KeyType; /定义关键字KeyType为inttypedef int InfoType; /定义关键字InfoType为inttypedef struct /RedType结构定义 KeyType key; InfoType otherinfo; /记录中其他信息域的类型RedType;typedef struct /SqList结构定义 RedType rMAXSIZE+1; /定义大小 int length; /length为待排记录个数SqList;四、功能设计（一）主控菜单设计为实现排

5、序的操作功能，首先设计一个含有多个菜单项的主控菜单程序，然后再为这些菜单项配上相应的功能。程序运行后，给出11个菜单项的内容和输入提示，如下：欢迎来到排序综合系统！菜单(1)-直接插入排序(2)-直接选择排序(3)-冒泡排序(4)-快速排序(5)-堆排序 (6)-时间效率比较(7)-显示随机数 (0)-退出系统请在上述序号中选择一个并输入：（二）程序模块结构由课题要求可将程序划分为以下几个模块（即实现程序功能所需的函数）：l 主控菜单项选择函数menu_select()l 插入排序函数：InsertSort()l 选择排序函数：SelectSort()l 冒泡排序函数：BubbleSort()

6、l 堆排序函数：heapsort()（三）函数调用关系程序的主要结构（函数调用关系）如下图所示。 其中main()是主函数，它进行菜单驱动，根据选择项10调用相应的函数。（四）函数实现#include #include #include #include #include #define N 30000void Wrong() printf(n=按键错误!n);getchar();void Disp(int a)int i;system(cls); for(i=0;iN;i+) if(i-1)%10=9) printf(n); printf(%-7d,ai); void InsertSort(

7、int a,int p) /插入排序 int i,j,temp; for(i=1;i0&aj-1temp;j-) aj=aj-1; aj=temp; void SelectSort(int a,int p) /选择排序 int i,j,k; for(i=0;iN-1;i+) k=i; for(j=i+1;jN;j+) if(ajak) k=j; if(k!=i) int temp; temp=ak; ak=ai; ai=temp; void BubbleSort(int a,int p) /*冒泡排序算法*/ int i,j,temp; for (i=0;ii;j-) /*比较,找出本趟最小关

8、键字的记录*/ if (ajaj-1) temp=aj; /*进行交换,将最小关键字记录前移*/ aj=aj-1; aj-1=temp; void creatheap(int a,int i,int n) /创建堆int j;int t;t=ai;j=2*(i+1)-1;while(j=n)if(jn)&(ajaj+1)j+;if(t=0;i-)creatheap(a,i,n-1);for(i=n-1;i=1;i-)t=a0;a0=ai;ai=t;creatheap(a,0,i-1);void quicksort(int a,int n,int p) int i,j,low,high,temp

9、,top=-1; struct node int low,high; stN; top+; sttop.low=0;sttop.high=n-1; while(top-1) low=sttop.low;high=sttop.high; top-; i=low;j=high; if(lowhigh) temp=alow; while(i!=j) while(itemp)j-; if(ij)ai=aj;i+; while(ij&aitemp)i+; if(ij)aj=ai;j-; ai=temp; top+;sttop.low=low;sttop.high=i-1; top+;sttop.low=

10、i+1;sttop.high=high; double TInsertSort(int a,int p)int i;int bN; for(i=0;iN;i+) bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq); LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0; QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);InsertSort(b,p);LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPerformanceCounter(&liP

11、erfNow); double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6)Disp(b);getchar();printf(n用直接插入排序法用的时间为%f秒；,time);FILE *fp; fp=fopen(直接插入排序.txt,w); for(i=0;iN;i+) fprintf(fp,%d ,bi); fclose(fp);return(time);double TSelectSort(int a,int p)int i;int bN;for(i=0;iN;

12、i+)bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq); LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0; QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);SelectSort(b,p);if(p!=6)Disp(b);getchar();LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPerformanceCounter(&liPerfNow); double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfSt

13、art.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;printf(n用直接选择排序法用的时间为%f秒；,time);FILE *fp; fp=fopen(直接选择排序.txt,w);for(i=0;iN;i+) fprintf(fp,%d ,bi);fclose(fp);return(time);double TBubbleSort(int a,int p)int i;int bN;for(i=0;iN;i+)bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq);

14、LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0; QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);BubbleSort(b,p);LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPerformanceCounter(&liPerfNow); double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6)Disp(b);getchar();printf(n用冒泡排序法用的时间为%f秒；,time);FILE *fp

15、; fp=fopen(冒泡排序.txt,w); for(i=0;iN;i+) fprintf(fp,%d ,bi);fclose(fp);return(time);double Theapsort(int a,int n,int p) int i;int bN;for(i=0;iN;i+)bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq); LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0; QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);heapsor

16、t(b,N,p);LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPerformanceCounter(&liPerfNow); double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6)Disp(b);getchar();printf(n用堆排序法用的时间为%f秒；,time);FILE *fp; fp=fopen(堆排序.txt,w);for(i=0;iN;i+) fprintf(fp,%d ,bi);fclose(fp);return(time)

17、;double Tquicksort(int a,int n,int p)int i;int bN; for(i=0;iN;i+) bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq); LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0; QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);quicksort(b,N,p);LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPerformanceCounter(&liPerfNow); doubl

18、e time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6) Disp(b);getchar(); printf(n用快速排序法用的时间为%f秒；,time);FILE *fp;fp=fopen(快速排序.txt,w); for(i=0;iN;i+) fprintf(fp,%d ,bi); fclose(fp); return(time);void BubleSort(double a) /时间数组的冒泡排序 int i,j; double temp; for(i=1;i=i;j

19、-) if(aj+1aj) temp=aj+1; aj+1=aj; aj=temp; void menu()printf( 欢迎来到排序综合系统! n);printf( = n);printf( n);printf( 菜 单 n);printf( n);printf( n);printf( (1)-直接插入排序 n);printf( (2)-直接选择排序 n);printf( (3)-冒泡排序 n);printf( (4)-快速排序 n);printf( (5)-堆排序 n);printf( (6)-时间效率比较 n);printf( (7)-显示随机数 n);printf( (0)-退出系统

20、 n);printf(n 请在上述序号中选择一个并输入: );void main() int i,p,aN; srand(int)time(NULL); /*随机种子*/ for(i=0;i谢谢使用!n); getchar(); break; double TIMES5,TIMES15;/时间数组 switch(p) case 1:TInsertSort(a,p);printf(n请按任意键继续.);getchar();break; case 2:TSelectSort(a,p);printf(n请按任意键继续.);getchar();break; case 3:TBubbleSort(a,p

21、);printf(n请按任意键继续.);getchar();break; case 4:Tquicksort(a,N,p);printf(n请按任意键继续.);getchar();break; case 5:Theapsort(a,N,p);printf(n请按任意键继续.);getchar();break; case 6:system(cls);TIMES11=TIMES1=TInsertSort(a,p);TIMES12=TIMES2=TSelectSort(a,p); TIMES13=TIMES3=TBubbleSort(a,p);TIMES14=TIMES4=Tquicksort(a,

22、N,p);TIMES15=TIMES5=Theapsort(a,N,p);getchar(); BubleSort(TIMES); printf(nn); printf(排序这组数据两种较快的排序法分别是：n); if(TIMES1=TIMES11) printf(直接插入排序:%f秒!n,TIMES1); if(TIMES1=TIMES12) printf(直接选择排序:%f秒!n,TIMES1); if(TIMES1=TIMES13) printf(冒泡排序:%f秒!n,TIMES1); if(TIMES1=TIMES14) printf(快速排序:%f秒!n,TIMES1); if(TI

23、MES1=TIMES15) printf(堆排序:%f秒!n,TIMES1); if(TIMES1!=TIMES2) if(TIMES2=TIMES11) printf(直接插入排序:%f秒!n,TIMES2); if(TIMES2=TIMES12) printf(直接选择排序%f秒!n,TIMES2); if(TIMES2=TIMES13) printf(冒泡排序%f秒!n,TIMES2); if(TIMES2=TIMES14) printf(快速排序%f秒!n,TIMES2); if(TIMES2=TIMES15) printf(堆排序%f秒!n,TIMES2); printf(n请按任意

24、键继续.);srand(int)time(NULL); for(i=0;iN;i+) ai=rand()%30000+1; getchar();break;case 7:Disp(a);FILE *fp;fp=fopen(随机数.txt,w);for(i=0;iN;i+)fprintf(fp,%d ,ai);fclose(fp);getchar();printf(n请按任意键继续.);getchar();break;default:Wrong();printf(n请按任意键继续.);getchar();break; 五、测试数据和结果 本程序在VC+环境下实现，下面是对以上测试数据的运行结果。

25、(1) 主菜单显示如下：(2)各分界面：测试测试123六、结束语 刚开始学的时候确实有很多地方我很不理解对于我们一个初学者来说，无疑是一个具大的挑战，撞了几次壁之后，我决定静下心来，仔细去写程序。顺着思路，来完成自己的设计，我们可以开始运行自己的程序，可是好多处的错误让人看的可怕，还看不出到底是哪里出现了错误，但是程序还是得继续下去，我多次请教了同学，自己也在百度上查找错误原因，逐渐能自己找出错误，并加以改正。经过了这次课程设计，现在已经可以了解很多错误在英文里的提示，这对我来说是一个突破性的进步，眼看着一个个错误通过自己的努力在我眼前消失，觉得很是开心。此次的程序设计能够成功，是我和我的同学二个人共同努力作用的.在这一段努力学习的过程中，我们的编程设计有了明显的提高。 其实现在想起来，收获还真是不少，虽然说以前非常不懂这门语言，在它上面花费了好多心血，觉得它很难，是需用花费了大量的时间编写出来的。现在真正的明白了一些代码的作用每个程序都有一些共同点，通用的结构，相似的格式。只要努力去学习，就会灵活的去应用它。但是我们基础太薄弱了，有的根本不知道，因此更在以后的时间里要虚心学习，并努力改正自己的错误。专心-专注-专业