第十六周上机实践—项目1（3）—验证算法 堆排序 归并排序 基数排序

/*
*Copyright(c) 2015,烟台大学计算机学院
*All rights reserved.
*文件名称:test.cpp
*作者:林莉
*完成日期:2015年12月14日
*版本:v1.0
*
*问题描述:用序列{57, 40, 38, 11, 13, 34, 48, 75, 6, 19, 9, 7}作为测试数据，运行并本周视频中所讲过的算法对应 程
序，观察运行结果并深刻领会算法的思路和实现方法：堆排序 归并排序 基数排序

*输入描述:无
*输出描述:所得结果。
*/

#include <stdio.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType;    //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct          //记录类型
{
KeyType key;        //关键字项
InfoType data;      //其他数据项,类型为InfoType
} RecType;              //排序的记录类型定义

//调整堆
void sift(RecType R[],int low,int high)
{
int i=low,j=2*i;                        //R[j]是R[i]的左孩子
RecType temp=R[i];
while (j<=high)
{
if (j<high && R[j].key<R[j+1].key)  //若右孩子较大,把j指向右孩子
j++;                                //变为2i+1
if (temp.key<R[j].key)
{
R[i]=R[j];                          //将R[j]调整到双亲结点位置上
i=j;                                //修改i和j值,以便继续向下筛选
j=2*i;
}
else break;                             //筛选结束
}
R[i]=temp;                                  //被筛选结点的值放入最终位置
}

//堆排序
void HeapSort(RecType R[],int n)
{
int i;
RecType temp;
for (i=n/2; i>=1; i--) //循环建立初始堆
sift(R,i,n);
for (i=n; i>=2; i--) //进行n-1次循环,完成推排序
{
temp=R[1];       //将第一个元素同当前区间内R[1]对换
R[1]=R[i];
R[i]=temp;
sift(R,1,i-1);   //筛选R[1]结点,得到i-1个结点的堆
}
}

int main()
{
int i,n=12;
RecType R[MaxSize];
KeyType a[]= {57,40,38,11,13,34,48,75,6,19,9,7};//a[0]空闲，不作为关键字
for (i=1; i<=n; i++)
R[i].key=a[i];
printf("排序前:");
for (i=1; i<=n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
HeapSort(R,n);
printf("排序后:");
for (i=1; i<=n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType;    //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct          //记录类型
{
KeyType key;        //关键字项
InfoType data;      //其他数据项,类型为InfoType
} RecType;              //排序的记录类型定义

void Merge(RecType R[],int low,int mid,int high)
{
RecType *R1;
int i=low,j=mid+1,k=0; //k是R1的下标,i、j分别为第1、2段的下标
R1=(RecType *)malloc((high-low+1)*sizeof(RecType));  //动态分配空间
while (i<=mid && j<=high)       //在第1段和第2段均未扫描完时循环
if (R[i].key<=R[j].key)     //将第1段中的记录放入R1中
{
R1[k]=R[i];
i++;
k++;
}
else                            //将第2段中的记录放入R1中
{
R1[k]=R[j];
j++;
k++;
}
while (i<=mid)                      //将第1段余下部分复制到R1
{
R1[k]=R[i];
i++;
k++;
}
while (j<=high)                 //将第2段余下部分复制到R1
{
R1[k]=R[j];
j++;
k++;
}
for (k=0,i=low; i<=high; k++,i++) //将R1复制回R中
R[i]=R1[k];
}

void MergePass(RecType R[],int length,int n)    //对整个数序进行一趟归并
{
int i;
for (i=0; i+2*length-1<n; i=i+2*length)     //归并length长的两相邻子表
Merge(R,i,i+length-1,i+2*length-1);
if (i+length-1<n)                       //余下两个子表,后者长度小于length
Merge(R,i,i+length-1,n-1);          //归并这两个子表
}
void MergeSort(RecType R[],int n)           //自底向上的二路归并算法
{
int length;
for (length=1; length<n; length=2*length) //进行log2n趟归并
MergePass(R,length,n);
}
int main()
{
int i,n=12;
RecType R[MaxSize];
KeyType a[]= {57, 40, 38, 11, 13, 34, 48, 75, 6, 19, 9, 7};
for (i=0; i<n; i++)
R[i].key=a[i];
printf("排序前:");
for (i=0; i<n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
MergeSort(R,n);
printf("排序后:");
for (i=0; i<n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#define MAXE 20         //线性表中最多元素个数
#define MAXR 10         //基数的最大取值
#define MAXD 8          //关键字位数的最大取值
typedef struct node
{
char data[MAXD];    //记录的关键字定义的字符串
struct node *next;
} RecType;
void CreaLink(RecType *&p,char *a[],int n);
void DispLink(RecType *p);
void RadixSort(RecType *&p,int r,int d) //实现基数排序:*p为待排序序列链表指针,r为基数,d为关键字位数
{
RecType *head[MAXR],*tail[MAXR],*t; //定义各链队的首尾指针
int i,j,k;
for (i=0; i<=d-1; i++)                  //从低位到高位循环
{
for (j=0; j<r; j++)                 //初始化各链队首、尾指针
head[j]=tail[j]=NULL;
while (p!=NULL)                 //对于原链表中每个结点循环
{
k=p->data[i]-'0';           //找第k个链队
if (head[k]==NULL)          //进行分配
{
head[k]=p;
tail[k]=p;
}
else
{
tail[k]->next=p;
tail[k]=p;
}
p=p->next;                  //取下一个待排序的元素
}
p=NULL;                         //重新用p来收集所有结点
for (j=0; j<r; j++)             //对于每一个链队循环
if (head[j]!=NULL)          //进行收集
{
if (p==NULL)
{
p=head[j];
t=tail[j];
}
else
{
t->next=head[j];
t=tail[j];
}
}
t->next=NULL;                   //最后一个结点的next域置NULL
//以下的显示并非必要
printf("  按%d位排序\t",i);
DispLink(p);
}
}
void CreateLink(RecType *&p,char a[MAXE][MAXD],int n)   //采用后插法产生链表
{
int i;
RecType *s,*t;
for (i=0; i<n; i++)
{
s=(RecType *)malloc(sizeof(RecType));
strcpy(s->data,a[i]);
if (i==0)
{
p=s;
t=s;
}
else
{
t->next=s;
t=s;
}
}
t->next=NULL;
}
void DispLink(RecType *p)   //输出链表
{
while (p!=NULL)
{
printf("%c%c ",p->data[1],p->data[0]);
p=p->next;
}
printf("\n");
}
int main()
{
int n=12,r=10,d=2;
int i,j,k;
RecType *p;
char a[MAXE][MAXD];
int b[]= {57, 40, 38, 11, 13, 34, 48, 75, 6, 19, 9, 7};
for (i=0; i<n; i++)     //将b[i]转换成字符串
{
k=b[i];
for (j=0; j<d; j++) //例如b[0]=75,转换后a[0][0]='7',a[0][1]='5'
{
a[i][j]=k%10+'0';
k=k/10;
}
a[i][j]='\0';
}
CreateLink(p,a,n);
printf("\n");
printf("  初始关键字\t");        //输出初始关键字序列
DispLink(p);
RadixSort(p,10,2);
printf("  最终结果\t");         //输出最终结果
DispLink(p);
printf("\n");
return 0;
}