第16周外部排序【项目-1】置换-选择算法模拟

来源：互联网发布：纽约伦敦知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/16 03:28
编写程序，模拟置换-选择算法生成初始归并段的过程。
设大文件中的记录共有18个: 15 4 97 64 17 32 108 44 76 9 39 82 56 31 80 73 255 68
内存工作区可以容纳5个记录，输出产生的归并段文件。
在模拟中，输入文件数据和输出的归并段数据均直接置在内存中即可。
代码：
#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#define MaxSize 50          //每个文件最多记录数#define MAXKEY 32767        //最大关键字值∞#define W 5                 //内存工作区可容纳的记录个数typedef int LoserTree[W];   //败者树是完全二叉树且不含叶子,可采用顺序存储结构typedef int InfoType;       //定义其他数据项的类型typedef int KeyType;        //定义关键字类型为整型typedef struct              //记录类型{    KeyType key;            //关键字项    InfoType otherinfo;     //其他数据项,具体类型在主程中定义} RecType;typedef struct{    RecType rec;            //存放记录    int rnum;               //所属归并段的段号} WorkAreaType;typedef WorkAreaType WorkArea[W];               //内存工作区,容量为Wtypedef struct{    RecType recs[MaxSize];  //存放文件中的数据项    int length;             //存放文件中实际记录个数    int currec;             //存放当前位置} FileType;                 //文件类型FileType Fi;                //定义输入文件,为全局变量FileType Fo;                //定义输出文件,为全局变量void initial()              //输入输出文件初始化{    int n=19,i;    KeyType a[]= {15,4,97,64,17,32,108,44,76,9,39,82,56,31,80,73,255,68,MAXKEY};    for (i=0; i<n; i++)        Fi.recs[i].key=a[i];    Fi.length=n;    Fi.currec=-1;    Fo.currec=-1;    Fo.length=0;}void Select_MiniMax(LoserTree ls, WorkArea wa,int q)//从wa[q]起到败者树的根比较选择最小记录,并由q指示它所在的归并段{    int p,s,t;    for (t=(W+q)/2,p=ls[t]; t>0; t=t/2,p=ls[t])        if ((wa[p].rnum<wa[q].rnum) || (wa[p].rnum==wa[q].rnum && wa[p].rec.key<wa[q].rec.key))        {            s=q;            q=ls[t];        //q指示新的胜者            ls[t]=s;        }    ls[0]=q;}void Construct_Loser(LoserTree ls,WorkArea wa)//输入W个记录到内存工作区wa,建败者树ls,选最小的记录并由s指示其在wa中的位置{    int i;    for(i=0; i<W; i++)        wa[i].rnum=wa[i].rec.key=ls[i]=0;       //工作区初始化    for(i=W-1; i>=0; i--)    {        Fi.currec++;                            //从输入文件读入一个记录        wa[i].rec=Fi.recs[Fi.currec];        wa[i].rnum=1;                           //其段号为1        Select_MiniMax(ls,wa,i);                //调整败者    }}void get_run(LoserTree ls,WorkArea wa,int rc,int &rmax)//求得一个初始归并段{    int q;    KeyType minimax;                //当前最小关键字    while (wa[ls[0]].rnum==rc)      //选得的当前最小记录属当前段时    {        q=ls[0];                    //q指示当前最小记录在wa中的位置        minimax=wa[q].rec.key;        Fo.currec++;                //将刚选得的当前最小记录写入输出文件        Fo.length++;        Fo.recs[Fo.currec]=wa[q].rec;        Fi.currec++;                //从输入文件读入下一记录        wa[q].rec=Fi.recs[Fi.currec];        if (Fi.currec>=Fi.length-1) //输入文件结束,虚设记录(属rmax+1段)        {            wa[q].rnum=rmax+1;            wa[q].rec.key=MAXKEY;        }        else                        //输入文件非空时        {            if(wa[q].rec.key<minimax)            {                rmax=rc+1;          //新读入的记录属下一段                wa[q].rnum=rmax;            }            else                    //新读入的记录属当前段                wa[q].rnum=rc;        }        Select_MiniMax(ls,wa,q);    //选择新的当前最小记录    }}void Replace_Selection(LoserTree ls,WorkArea wa)//在败者树ls和内存工作区wa上用置换－选择排序求初始归并段{    int rc,rmax;    RecType j;                          //j作为一个关键字最大记录,作为一个输出段结束标志    j.key=MAXKEY;    Construct_Loser(ls,wa);             //初建败者树    rc=1;                               //rc指示当前生成的初始归并段的段号    rmax=1;                             //rmax指示wa中关键字所属初始归并段的最大段号    while(rc<=rmax)                     //rc=rmax+1标志输入文件的置换－选择排序已完成    {        get_run(ls,wa,rc,rmax);         //求得一个初始归并段        Fo.currec++;                    //将段结束标志写入输出文件        Fo.recs[Fo.currec]=j;        Fo.length++;        rc=wa[ls[0]].rnum;              //设置下一段的段号    }}int main(){    int i=0,rno=1;    initial();    LoserTree ls;    WorkArea wa;    printf("大文件的记录为:\n  ");    while (Fi.recs[i].key!=MAXKEY)    {        printf("%d ",Fi.recs[i].key);        i++;    }    printf("\n");    Replace_Selection(ls,wa);       //用置换-选择排序求初始归并段    printf("产生的归并段文件的记录如下:\n");    printf("  归并段%d:",rno);     //输出所有的归并段    for (i=0; i<Fo.length; i++)        if (Fo.recs[i].key==MAXKEY)        {            printf("∞");            if (i<Fo.length-1)            {                rno++;                printf("\n  归并段%d:",rno);            }        }        else            printf("%d ",Fo.recs[i].key);    printf("\n  共产生%d个归并段文件\n",rno);    return 0;}
运行结果：
心得与体会：
这代码太长了！！
0 0