第十六周项目项目3-归并排序算法的改进

[cpp] view plain copy

 

1. /*   
2.  * Copyright (c) 2016, 烟台大学计算机与控制工程学院   
3.  * All rights reserved。   
4.  * 文件名称 ：2.cpp   
5.  * 作    者 ：孟令群   
6.  * 完成日期 ：2016年 12月15日   
7.  * 版 本 号 ：v1.0   
8.  * 问题描述 ： 
9.  * 输出描述 ： 
10.  */  
11. #include <stdio.h>  
12. #include <malloc.h>  
13. #include <stdlib.h>  
14. #include <time.h>  
15. #define MinLength 64        //最短分段长度  
16. typedef int KeyType;    //定义关键字类型  
17. typedef char InfoType[10];  
18. typedef struct          //记录类型  
19. {  
20.     KeyType key;        //关键字项  
21.     InfoType data;      //其他数据项,类型为InfoType  
22. } RecType;              //排序的记录类型定义  
23.   
24. void GetData(RecType *&R, int n)  
25. {  
26.     srand(time(0));  
27.     R=(RecType*)malloc(sizeof(RecType)*n);  
28.     for(int i=0; i<n; i++)  
29.         R[i].key= rand();  
30.     printf("生成了%d条记录\n", n);  
31. }  
32.   
33. //对R[low..high]按递增有序进行直接插入排序  
34. void InsertSort(RecType R[],int low,int high)  
35. {  
36.     int i,j;  
37.     RecType tmp;  
38.     for (i=low; i<=high; i++)  
39.     {  
40.         tmp=R[i];  
41.         j=i-1;            //从右向左在有序区R[low..i-1]中找R[i]的插入位置  
42.         while (j>=low && tmp.key<R[j].key)  
43.         {  
44.             R[j+1]=R[j]; //将关键字大于R[i].key的记录后移  
45.             j--;  
46.         }  
47.         R[j+1]=tmp;      //在j+1处插入R[i]  
48.     }  
49. }  
50.   
51. //合并两个有序表  
52. void Merge(RecType R[],int low,int mid,int high)  
53. {  
54.     RecType *R1;  
55.     int i,j,k;  
56.     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  
57.     R1=(RecType *)malloc((high-low+1)*sizeof(RecType));  //动态分配空间  
58.     while (i<=mid && j<=high)       //在第1段和第2段均未扫描完时循环  
59.         if (R[i].key<=R[j].key)     //将第1段中的记录放入R1中  
60.         {  
61.             R1[k]=R[i];  
62.             i++;  
63.             k++;  
64.         }  
65.         else                            //将第2段中的记录放入R1中  
66.         {  
67.             R1[k]=R[j];  
68.             j++;  
69.             k++;  
70.         }  
71.     while (i<=mid)                      //将第1段余下部分复制到R1  
72.     {  
73.         R1[k]=R[i];  
74.         i++;  
75.         k++;  
76.     }  
77.     while (j<=high)                 //将第2段余下部分复制到R1  
78.     {  
79.         R1[k]=R[j];  
80.         j++;  
81.         k++;  
82.     }  
83.     for (k=0,i=low; i<=high; k++,i++) //将R1复制回R中  
84.         R[i]=R1[k];  
85. }  
86.   
87. //一趟合并  
88. void MergePass(RecType R[],int length,int n)    //对整个数序进行一趟归并  
89. {  
90.     int i;  
91.     for (i=0; i+2*length-1<n; i=i+2*length)     //归并length长的两相邻子表  
92.         Merge(R,i,i+length-1,i+2*length-1);  
93.     if (i+length-1<n)                       //余下两个子表,后者长度小于length  
94.         Merge(R,i,i+length-1,n-1);          //归并这两个子表  
95. }  
96.   
97. //自底向上的二路归并算法，但太短的分段，用直接插入完成  
98. void MergeSort(RecType R[],int n)  
99. {  
100.     int length, i;  
101.     for(i=0;i<n;i+=MinLength)   //先按最短分段，用插入排序使之分段有序  
102.         InsertSort(R, i, ((i+MinLength-1<n)?(i+MinLength-1):n));  
103.     for (length=MinLength; length<n; length=2*length) //进行归并  
104.     {  
105.         MergePass(R,length,n);  
106.     }  
107. }  
108. int main()  
109. {  
110.     int i,n=10000;  
111.     RecType *R;  
112.     GetData(R, n);  
113.     MergeSort(R,n);  
114.     printf("排序后（前300个）:\n");  
115.     i=0;  
116.     while(i<300)  
117.     {  
118.         printf("%12d ",R[i].key);  
119.         i++;  
120.         if(i%5==0)  
121.             printf("\n");  
122.     }  
123.     printf("\n");  
124.     printf("排序后（后300个）:\n");  
125.     i=0;  
126.     while(i<300)  
127.     {  
128.         printf("%12d ",R[n-300+i].key);  
129.         i++;  
130.         if(i%5==0)  
131.             printf("\n");  
132.     }  
133.     printf("\n");  
134.     free(R);  
135.     return 0;  
136. }  

运行结果：