《数据结构》课程设计报告-排序综合.doc

数据结构课程设计报告专 业 计算机科学与技术 班 级 (1) 姓 名 学 号 指导教师 起止时间 2011.102011.12 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。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。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 maxsize 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()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(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,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=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(&liperfnow); 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;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_liperfstart.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); 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; 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);heapsort(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);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); double 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-) 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 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);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,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(times1=times15)