第16周、项目1—验证算法
来源：互联网 发布：linux boot 空间不足 编辑：程序博客网 时间：2024/05/12 04:41
问题及代码：
/* *Copyright(c) 2015,烟台大学计算机与控制工程学院 *All rights reserved. *文件名称：test.cpp *作 者：焦梦真 *完成日期：2015年12月14日 *版 本 号；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：（1）直接插入排序；（2）希尔排序；（3）冒泡排序； （4）快速排序；（5）直接选择排序；（6）堆排序；（7）归并排序；（8）基数排序。 *输入描述： *程序输出： */（1）直接插入排序；
#include <stdio.h>#define MaxSize 20typedef 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 InsertSort(RecType R[],int n) //对R[0..n-1]按递增有序进行直接插入排序{ int i,j,k; RecType tmp; for (i=1; i<n; i++) { tmp=R[i]; j=i-1; //从右向左在有序区R[0..i-1]中找R[i]的插入位置 while (j>=0 && tmp.key<R[j].key) { R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移 j--; } R[j+1]=tmp; //在j+1处插入R[i] printf("i=%d: ",i); for (k=0; k<n; k++) printf("%d ",R[k].key); printf("\n"); }}int main(){ int i,n=10; RecType R[MaxSize]; KeyType a[]= {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; 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"); InsertSort(R,n); printf("排序后:"); for (i=0; i<n; i++) printf("%d ",R[i].key); printf("\n"); return 0;}运行结果：
（2）希尔排序；
#include <stdio.h>#define MaxSize 20typedef 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 ShellSort(RecType R[],int n) //希尔排序算法{ int i,j,gap,k; RecType tmp; gap=n/2; //增量置初值 while (gap>0) { for (i=gap; i<n; i++) //对所有相隔gap位置的所有元素组进行排序 { tmp=R[i]; j=i-gap; while (j>=0 && tmp.key<R[j].key)//对相隔gap位置的元素组进行排序 { R[j+gap]=R[j]; j=j-gap; } R[j+gap]=tmp; j=j-gap; } printf("gap=%d:",gap); for (k=0; k<n; k++) printf("%d ",R[k].key); printf("\n"); gap=gap/2; //减小增量 }}int main(){ int i,n=11; RecType R[MaxSize]; KeyType a[]= {16,25,12,30,47,11,23,36,9,18,31}; 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"); ShellSort(R,n); printf("排序后:"); for (i=0; i<n; i++) printf("%d ",R[i].key); printf("\n"); return 0;}运行结果：
（3）冒泡排序；
#include <stdio.h>#define MaxSize 20typedef 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 QuickSort(RecType R[],int s,int t) //对R[s]至R[t]的元素进行快速排序{ int i=s,j=t; RecType tmp; if (s<t) //区间内至少存在两个元素的情况 { tmp=R[s]; //用区间的第1个记录作为基准 while (i!=j) //从区间两端交替向中间扫描,直至i=j为止 { while (j>i && R[j].key>=tmp.key) j--; //从右向左扫描,找第1个小于tmp.key的R[j] R[i]=R[j]; //找到这样的R[j],R[i]"R[j]交换 while (i<j && R[i].key<=tmp.key) i++; //从左向右扫描,找第1个大于tmp.key的记录R[i] R[j]=R[i]; //找到这样的R[i],R[i]"R[j]交换 } R[i]=tmp; QuickSort(R,s,i-1); //对左区间递归排序 QuickSort(R,i+1,t); //对右区间递归排序 }}int main(){ int i,n=10; RecType R[MaxSize]; KeyType a[]= {6,8,7,9,0,1,3,2,4,5}; 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"); QuickSort(R,0,n-1); printf("排序后:"); for (i=0; i<n; i++) printf("%d ",R[i].key); printf("\n"); return 0;}运行结果：
（4）快速排序；
#include <stdio.h>#define MaxSize 20typedef 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 BubbleSort(RecType R[],int n){ int i,j,k; RecType tmp; for (i=0; i<n-1; i++) { for (j=n-1; j>i; j--) //比较,找出本趟最小关键字的记录 if (R[j].key<R[j-1].key) { tmp=R[j]; //R[j]与R[j-1]进行交换,将最小关键字记录前移 R[j]=R[j-1]; R[j-1]=tmp; } printf("i=%d: ",i); for (k=0; k<n; k++) printf("%d ",R[k].key); printf("\n"); }}int main(){ int i,n=10; RecType R[MaxSize]; KeyType a[]= {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; 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"); BubbleSort(R,n); printf("排序后:"); for (i=0; i<n; i++) printf("%d ",R[i].key); printf("\n"); return 0;}运行结果：
（5）直接选择排序；
#include <stdio.h>#define MaxSize 20typedef 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 SelectSort(RecType R[],int n){ int i,j,k,l; RecType temp; for (i=0; i<n-1; i++) //做第i趟排序 { k=i; for (j=i+1; j<n; j++) //在当前无序区R[i..n-1]中选key最小的R[k] if (R[j].key<R[k].key) k=j; //k记下目前找到的最小关键字所在的位置 if (k!=i) //交换R[i]和R[k] { temp=R[i]; R[i]=R[k]; R[k]=temp; } printf("i=%d: ",i); for (l=0; l<n; l++) printf("%d ",R[l].key); printf("\n"); }}int main(){ int i,n=10; RecType R[MaxSize]; KeyType a[]= {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; 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"); SelectSort(R,n); printf("排序后:"); for (i=0; i<n; i++) printf("%d ",R[i].key); printf("\n"); return 0;}运行结果：
（6）堆排序；
#include <stdio.h>#define MaxSize 20typedef 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=10; RecType R[MaxSize]; KeyType a[]= {0,6,8,7,9,0,1,3,2,4,5};//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;}运行结果：
（7）归并排序；
#include <stdio.h>#include <malloc.h>#define MaxSize 20typedef 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=10; RecType R[MaxSize]; KeyType a[]= {9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; 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;}运行结果：
（8）基数排序。
#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=10,r=10,d=2; int i,j,k; RecType *p; char a[MAXE][MAXD]; int b[]= {75,23,98,44,57,12,29,64,38,82}; 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;}运行结果：
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