数据结构实验八：快速排序

HUNANUIVERITY课程实验报告题目：快速排序 学生姓名学生学号 专业班级 指导老师 李晓鸿 一、需求分析1．程序的功能由用户输入任务件数和任务时间，使用快速排序，输出使得所有任务等待时间最小的序列。2.输入的形式本程序由用户输入任务总数以及每个任务所花时间，中间用空格或换行隔开，任务总数必须为正整数。请输入任务总数：请输入各个任务所花时间：3.输出形式在对这些任务所花时间进行快速排序后，将这些数据从小到大输出任务时间。任务所花时间的排序如下：4.测试数据1.请输入任务总数：9请输入各个任务所花时间：534261573任务所花时间从小到大的排序如下：123345567请输入任务总数：10请输入各个任务所花时间：6512354861任务所花时间从小到大的排序如下：1123455668请输入任务总数：6请输入各个任务所花时间：10101945235任务所花时间从小到大的排序如下：51010192345请输入任务总数：8请输入各个任务所花时间：87654321任务所花时间从小到大的排序如下：12345678请输入任务总数：10请输入各个任务所花时间：24681012142615任务所花时间从小到大的排序如下：01246812141526二、概要设计1.抽象数据类型将每一个元素储存在一个有序并且有限的序列中，每一个元素都有一个自己的位置，也都有一个数据类型，所以使用线性表来储存各个任务所花的时间。ADTADTalist{数据对象：定义线性表的最大储存元素maxsize;当前储存元素数listsize;数据关系：若listsize=0,则线性表没有元素，为空;基本操作：alist(intn)//构造函数~alist()//析构函数 boolappend(inta)//增加元素}3.算法的基本思想设要排序的线性表中元素是A[0]……A[N-1]，首先通过时间函数余作为关键数据piot，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，通过前后指针的移动，实现快速排序。再将piot值左右两边的线性表进行快速排序，直到需要快速排序的线性表只有1个元素。4.程序基本流程程序分为三个模块：输入模块：由用户读入任务总数n以及各个任务所花时间；排序模块：对这些时间进行快速排序；输出模块：输出排序后的序列。三．详细设计1.物理数据类型由于线性表长度已知，并且进行大量的交换操作，所以使用顺序表来实现。顺序表的伪代码classalist{public: intmaxsize; intlistsize; int*listarry; alist(intn) { maxsize=n; listsize=0; listarry=newint[maxsize]; } ~alist() { delete[]listarry; } boolappend(inta) { if(listsize==maxsize)returnfalse; listarry[listsize++]=a; returntrue; }};详细设计获取piot值——partation——quicksort获取piot值：获取随机数，通过随机数获得piot值。为了防止随机数大于所有数，对随机数就行求余，对求余后的值加1（防止左边界为0，右边界为1的情况，（r+l）/2==0）.intfindpiot(inta,intb) { srand(time(0)); intn=rand()%((a+b)/2+1); returnn; }partation（划分）：开始参数l.r紧挨要分割子线性表的实际边界。每一轮执行外层do循环时，l和r都将向的线性表中间移动，若在移动过程中，l遇到比piot值大的值就停止，l遇到比piot小的就停止，交换l和r所对应的值，再次移动，直到它们交叉为止。intpartition(intl,intr,int&pivot) { do { while(listarry[++l]<pivot); while((r!=0)&&(listarry[--r]>pivot)); swap(l,r); }while(l<r); swap(l,r); returnl; }quicksort（快速排序）：通过递归，获取piot值后，对线性表从位置i到位置j进行一次划分，通过k值获得排序后poit值所在位置，对起始位置i到k和k+1到末尾j再次快速排序。 voidqsort(inti,intj) { if(j<=i) return; intpivotindex=findpiot(i,j); intk=partition(i-1,j,listarry[j]); swap(k,j); qsort(i,k-1); qsort(k+1,j); }算法的时空分析及改进设想最好情况O（nlogn），最差情况（n^2）输入和输出的格式输入：输入任务数量，任务时间：请输入任务数:.....请输入任务时间:......cout<<"输入任务数\n"; cin>>n; alista(n); cout<<"输入任务时间\n"; for(inti=0;i<n;i++) { cin>>temp; a.append(temp); }输出：任务所花时间排序如下：.........cout<<"任务所花时间排序如下\n"; for(inti=0;i<n;i++) cout<<a.listarry[i]<<""; cout<<endl;测试结果测试1测试2测试3测试4测试5试验心得书上快速排序十分详细，用抽象数据类型做也就多了定义类。附录#include"iostream"#include"time.h"usingnamespacestd;classalist{public: intmaxsize; intlistsize; int*listarry; alist(intn) { maxsize=n; listsize=0; listarry=newint[maxsize]; } ~alist() { delete[]listarry; } boolappend(inta) { if(listsize==maxsize)returnfalse; listarry[listsize++]=a; returntrue; } intfindpiot(inta,intb) { srand(time(0)); intn=rand()%((a+b)/2); returnn; } intpartition(intl,intr,int&pivot) { do { while(listarry[++l]<pivot); while((r!=0)&&(listarry[--r]>pivot)); swap(l,r); }while(l<r); swap(l,r); returnl; } voidqsort(inti,intj) { if(j<=i) return; intpivotindex=findpiot(i,j); intk=partition(i-1,j,listarry[j]); swap(k,j); qsort(i,k-1); qsort(k+1,j); } voidswap(inta,intb) { inttemp; temp=listarry[a]; listarry[a]=listarry[b]; listarry[b]=temp; }};intmain(){ intn,temp; cout<<"输入任务数\n"; cin>>n; alista(n); cout<<"输入任务时间\n"; for(inti=0;i<n;