数据结构上机实验-希尔排序,快速排序,堆排序
2015-12-20 16:28
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1.希尔排序
希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种。也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因DL.Shell于1959年提出而得名。
希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。
快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
3.堆排序
堆排序(Heapsort)是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。堆分为大根堆和小根堆,是完全二叉树。大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值,即A[PARENT[i]]
>= A[i]。在数组的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因为根据大根堆的要求可知,最大的值一定在堆顶。
希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种。也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因DL.Shell于1959年提出而得名。
希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。
//希尔排序 #include<stdio.h> #include<string.h> #include<algorithm> using namespace std; typedef struct { int key; char *otherinfo; }ElemType; typedef struct { ElemType *r; int length; }SqList; void ShellInsert(SqList &L,int dk) { int i,j; for(i=dk+1;i<=L.length;i++) { if(L.r[i].key<L.r[i-dk].key) { L.r[0]=L.r[i]; for(j=i-dk;j>0&&L.r[0].key<L.r[j].key;j-=dk) { L.r[j+dk]=L.r[j]; } L.r[j+dk]=L.r[0]; } } } void ShellSort(SqList &L,int dt[],int t) { int k; for(k=0;k<t;k++) { ShellInsert(L,dt[k]); } } int main() { SqList L; L.r=new ElemType[100]; L.length=0; printf("请输入数据个数:"); int nn; scanf("%d",&nn); printf("请输入待排序数据:\n"); for(int i=1;i<=nn;i++) { scanf("%d",&L.r[i].key); L.length++; } int i,t; int *dt=new int[1000];//增量数组 printf("输入增量的个数:"); int yy; scanf("%d",&yy); for(i=0;i<yy;i++) { scanf("%d",&dt[i]); } ShellSort(L,dt,yy); printf("排序后的结果:"); for(i=1;i<=nn;i++) { printf("%d ",L.r[i].key); } printf("\n"); return 0; }
<strong><span style="font-size:24px;">2.快速排序</span></strong>
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。
快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
//快速排序 #include <iostream> using namespace std; #define MAXSIZE 20 //顺序表的最大长度 typedef struct { int key; char *otherinfo; }ElemType; //顺序表的存储结构 typedef struct { ElemType *r; //存储空间的基地址 int length; //顺序表长度 }SqList; //顺序表类型 int Partition(SqList &L,int low,int high) { //对顺序表L中的子表r[low..high]进行一趟排序,返回枢轴位置 int pivotkey; L.r[0]=L.r[low]; //用子表的第一个记录做枢轴记录 pivotkey=L.r[low].key; //枢轴记录关键字保存在pivotkey中 while(low<high) { //从表的两端交替地向中间扫描 while(low<high&&L.r[high].key>=pivotkey) --high; L.r[low]=L.r[high]; //将比枢轴记录小的记录移到低端 while(low<high&&L.r[low].key<=pivotkey) ++low; L.r[high]=L.r[low]; //将比枢轴记录大的记录移到高端 }//while L.r[low]=L.r[0]; //枢轴记录到位 return low; //返回枢轴位置 }//Partition void QSort(SqList &L,int low,int high) { //调用前置初值:low=1; high=L.length; //对顺序表L中的子序列L.r[low..high]做快速排序 int pivotloc; if(low<high) { //长度大于1 pivotloc=Partition(L,low,high); //将L.r[low..high]一分为二,pivotloc是枢轴位置 QSort(L,low,pivotloc-1); //对左子表递归排序 QSort(L,pivotloc+1,high); //对右子表递归排序 } } //QSort void QuickSort(SqList &L) { //对顺序表L做快速排序 QSort(L,1,L.length); } //QuickSort void Create_Sq(SqList &L) { int i,n; cout<<"请输入数据个数,不超过"<<MAXSIZE<<"个。"<<endl; cin>>n; //输入个数 cout<<"请输入待排序的数据:\n"; while(n>MAXSIZE) { cout<<"个数超过上限,不能超过"<<MAXSIZE<<",请重新输入"<<endl; cin>>n; } for(i=1;i<=n;i++) { cin>>L.r[i].key; L.length++; } } void show(SqList L) { int i; for(i=1;i<=L.length;i++) cout<<L.r[i].key<<endl; } int main() { SqList L; L.r=new ElemType[MAXSIZE+1]; L.length=0; Create_Sq(L); QuickSort(L); cout<<"排序后的结果为:"<<endl; show(L); }
3.堆排序
堆排序(Heapsort)是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。堆分为大根堆和小根堆,是完全二叉树。大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值,即A[PARENT[i]]
>= A[i]。在数组的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因为根据大根堆的要求可知,最大的值一定在堆顶。
//堆排序 #include <iostream> using namespace std; #define MAXSIZE 20 //顺序表的最大长度 typedef struct { int key; char *otherinfo; }ElemType; typedef struct { ElemType *r; //存储空间的基地址 int length; //顺序表长度 }SqList; //顺序表类型 void HeapAdjust(SqList &L,int s,int m) { //假设r[s+1..m]已经是堆,将r[s..m]调整为以r[s]为根的大根堆 ElemType rc; int j; rc=L.r[s]; for(j=2*s;j<=m;j*=2) { //沿key较大的孩子结点向下筛选 if(j<m&&L.r[j].key<L.r[j+1].key) ++j; //j为key较大的记录的下标 if(rc.key>=L.r[j].key) break; //rc应插入在位置s上 L.r[s]=L.r[j]; s=j; } L.r[s]=rc; //插入 } //HeapAdjust void Create_Sq(SqList &L) { int i,n; cout<<"请输入数据个数,不超过"<<MAXSIZE<<"个。"<<endl; cin>>n; //输入个数 cout<<"请输入待排序的数据:\n"; while(n>MAXSIZE) { cout<<"个数超过上限,不能超过"<<MAXSIZE<<",请重新输入"<<endl; cin>>n; } for(i=1;i<=n;i++) { cin>>L.r[i].key; L.length++; } } void CreatHeap(SqList &L) { //把无序序列L.r[1..n]建成大根堆 int i,n; n=L.length; for(i=n/2;i>0;--i) //反复调用HeapAdjust HeapAdjust(L,i,n); } //CreatHeap void HeapSort(SqList &L) { //对顺序表L进行堆排序 int i; ElemType x; CreatHeap(L); //把无序序列L.r[1..L.length]建成大根堆 for(i=L.length;i>1;--i) { x=L.r[1]; //将堆顶记录和当前未经排序子序列L.r[1..i]中最后一个记录互换 L.r[1]=L.r[i]; L.r[i]=x; HeapAdjust(L,1,i-1); //将L.r[1..i-1]重新调整为大根堆 ** } } void show(SqList L) { int i; for(i=1;i<=L.length;i++) cout<<L.r[i].key<<endl; } int main() { SqList L; L.r=new ElemType[MAXSIZE+1]; L.length=0; Create_Sq(L); HeapSort(L); cout<<"排序后的结果为:"<<endl; show(L); }
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