排序算法实现4.docVIP

河南工程学院《数据结构与算法》课程设计 成果报告 排序算法实现 2014 年 12 月 29 日 题 目 排序算法实现 考核项目 考核内容 得分 平时考核 （30分）出勤情况、态度、效率；知识掌握情况、基本操作技能、知识应用能力、获取知识能力 系统设计 （20分）分析系统的功能模块 编程调试 （20分）实现系统的各个功能模块，并完成调试 回答问题 （15分）回答老师针对课程设计提出的问题 课程设计报告撰写 （10分）严格按照规范要求完成课程设计报告 源代码 （5分）按照规范要求完成课程设计源代码的排版 总 评 成 绩 指导教师评语： 日期： 年 月 日 目 录 TOC \o "1-3" \h \z \u 1 课程设计目标与任务 1 1.1设计目标 1 1.2设计任务 1 1.3设计项目 1 1.4所需工具 1 2 分析与设计 2 2.1 实验原理 2 2.2 存储结构设计 3 2.3 算法描述 3 2.4 程序流程图 6 2.5 测试程序说明 6 3 程序清单 7 4 测试 10 4.1 测试数据 10 4.2 测试结果分析 10 5 总结 11 参考文献 11 PAGE 11 1 课程设计目标与任务 1.1设计目标 数据结构课程设计是在学完数据结构课程后的实践教学环节。该实践教学是软件设计的综合训练，包括问题分析、总体结构设计用户界面设计、程序设计基本技能和技巧。要求学生在设计中逐步提高程序设计能力，培养科学的软件工作方法。通过数据结构课程设计，能力得到锻炼： （1）能根据实际问题具体情况结合数据结构课程中的基本理论和算法，正确分析出数据的逻辑结构，合理选择相应存储结构，设计出解决问题的有效算法； （2）通过上机实习，验证自己设计算法的正确性，学会有效利用基本调试方法，迅速找出程序代码中的错误并且修改，培养算法分析能力。分析所设计算法的时间复杂度和空间复杂度，进一步提高程序设计水平； （3）尽可能借助语言环境实现图形显示功能，以便将抽象的数据结构以图形方式显示出来，将复杂的运行过程以动态方式显示出来，获得算法的直观感受。 1.2设计任务 根据提供的实习题目，认真完成软件设计的全部过程，并以最终软件设计成果来证明其独立完成实际任务的能力。从而，反映出理解和运用数据结构与算法的水平和能力，最后完成软件设计和程序调试并提交课程设计报告书，报告书中包含设计的算法及部分程序代码。 1.3设计项目 设计排序相关函数库，以便在程序设计中调用，要求设计程序产生20000个随机数，完成下面功能： （1）对这些数分别进行直接插入排序、折半插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、简单选择排序、堆排序、2-路归并排序，并把排序结果进行保存； （2）最好能借助语言环境实现图形显示功能，以便将抽象的数据结构以图形方式显示出来，将复杂的运行过程以动态方式显示出来； （3）给出若干例程，演示通过调用自己所缩写程序来实现相关问题的求解。 1.4所需工具 PC机、Win7、VC6.0语言编辑。 2 分析与设计 2.1 实验原理 直接插入排序：在含有i-1个记录的有序子序列a[1..i-1]中插入一个记录a[i]后，变成含有i个记录的有序子序列r[1..i]；为了在查找插入位置的过程中避免数组下标出界，在r[0]处设置监视哨。在自i-1起往前搜索的过程中，可以同时后移记录。整个排序过程为进行n-1趟插入，时间复杂度为O(n2)。 折半插入排序：折半插入排序是在直接插入排序的基础上进行改进，操作上利用“折半查找”来实现。从时间上比较，折半插入排序仅减少了关键字间的比较次数，而记录的移动次数不变。因此，折半插入排序的时间复杂度仍为O（n2）。 希尔排序：希尔排序又称“缩小增量排序”，也是一种插入排序类的方法。先将整个待排记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序，待整个序列中的记录“基本有序”时，再对全体记录进行一次直接插入排序。子序列构成不是简单地“逐段分割”，而是将相隔某个“增量”的记录组成一个子序列。时间复杂度为O（n3/2）。 冒泡排序：第i趟冒泡排序是从a[1]到a[n-i+1]依次比较相邻两个记录的关键字，并在“逆序”时交换相邻记录，其结果是这n-i+1个记录中关键字最大的记录被交换到第n-i+1的位置上。若初始序列为“正序”序列，则只需进行一趟排序，在排序过程中进行n-1次关键字间的比较，且不移动记录；反之，若初始序列为“逆序”序列，则需进行n-1趟排序。时间复杂度为O(n2)。 快速排序：在待排序的序列中，首先任取一