目录
问题：
实验学时：２学时
实验类型：综合型
背景知识：各种排序方法
目的要求：
１．掌握常见的内部排序算法的思想及其适用条件。
２．掌握常见的内部排序算法的程序实现。
实验内容：
1．任务：设计一个内部排序算法模拟系统，利用该系统实现常用的7种排序算法，并测试各种排序算法的性能。
2．内容：通过一个简单的菜单，分别实现下列排序要求，采用几组不同数据测试各排序算法的性能（比较次数和移动次数）及稳定性。
- 实现简单选择排序、直接插入排序和冒泡排序；
- 实现折半插入排序；
- 实现希尔排序算法；
- 实现快速排序算法（递归和非递归）；
- 实现堆排序算法。
实验说明：
1．输入和输出：
（1）输入形式：根据菜单提示选择排序算法，输入一组带排序数据。
（2）输出形式：输出排序结果（体现排序过程），及排序过程中数据的比较次数和移动次数，判断排序算法的稳定性。
2．实验要求：
-
- 实现一个简单的交互式界面，包括系统菜单、清晰的输入提示等。
- 要输出每一趟排序的结果。
- 能够上机编辑、调试出完整的程序。
3．数据类型定义
#define MAXSIZE 100 /*参加排序元素的最大个数*/
typedef int KeyType;
typedef struct {
KeyType key;
InfoType otherinfo; // 其他字段（自行设计）
}RedType;
typedef struct
{
RedType r[MAXSIZE+1];
int length; /*参加排序元素的实际个数*/
}SqList;
注意问题：
1．在RedType中增加一个数据项验证各种排序算法的稳定性。
2．注意理解各种算法的思想、了解算法的适用情况及时间复杂度，能够根据实际情况选择合适的排序方法
正文：这是数据结构的最后一个实验啦，怀恋啊，就完啦
这次的作业代码，实验报告的代码可以直接用，虽然这次这个写啦感觉多此一举，但是还是写一下吧有始有终。
我就改了一下读取文件，要不然一个一个输入太麻烦啦
这是我文件里的数，
#include <bits/stdc++.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define MAXSIZE 100 /*参加排序元素的最大个数*/
using namespace std;
FILE *fp;
char path[1000];
int find_n()
{
int n;
if((fp = fopen(path,"r"))==NULL){
printf("失败了哦！");
}
fscanf(fp,"%d",&n);
return n;
}
/******************冒泡排序********************/
void maopao()
{
int nums[MAXSIZE];
int i , j , n , temp;
int comnum = 0 , movnum = 0;
int num = 1;
printf("您已进入冒泡排序\n");
printf("请输入排序序列长度：");
//scanf("%d",&n);
n = find_n();
printf("请输入排序序列：");
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
fscanf(fp,"%d",&nums[i]);
}
//fscanf(fp,"%d",&num[i]);
//scanf("%d",&nums[i]);
for(i=0 ; i<n-1 ; i++)
{
for(j=0 ; j<n-i-1 ; j++)
{
comnum++;
if(nums[j] > nums[j+1])
{
temp = nums[j];
nums[j] = nums[j+1];
nums[j+1] = temp;
movnum++;
}
}
printf("第%d趟排序结果：",num++);
for(j=0 ; j<n ; j++)
{
printf("%d ",nums[j]);
}
printf("\n");
}
printf("排序过程比较次数：%d\n排序过程移动次数：%d\n",comnum,movnum);
printf("\n");
return ;
}
/************************************************/
/*****************折半插入排序*******************/
void zheban()
{
int nums[MAXSIZE];
int i , j , n , temp;
int low , high , middle;
int comnum = 0 , movnum = 0;
int num = 1;
printf("您已进入折半插入排序\n");
printf("请输入排序序列长度：");
n = find_n();
printf("请输入排序序列：");
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
fscanf(fp,"%d",&nums[i]);
}
for(i=1 ; i<n ; i++)
{
low = 0; //有序数组的开头下标
high = i-1; //有序数组的末尾下标
temp = nums[i]; //要被插入的数
middle = 0;
//查找要被插入的下标
while(low <= high)
{
middle = (low + high) / 2;
if(temp < nums[middle])
{
high = middle-1;
}
else
{
low = middle+1;
}
comnum++;
}
//所有数右移,移完之后插入目标数
for(j=i ; j>low ; j--)
{
nums[j] = nums[j-1];
}
//交换nums[i]与nums[low]的位置
nums[low] = temp;
movnum++;
printf("第%d趟排序结果：",num++);
for(j=0 ; j<n ; j++)
{
printf("%d ",nums[j]);
}
printf("\n");
}
printf("排序过程比较次数：%d\n排序过程移动次数：%d\n",comnum,movnum);
printf("\n");
return ;
}
/************************************************/
/*******************希尔排序*********************/
void shell()
{
int i , j , k , n , dk , temp;
int nums[MAXSIZE];
int comnum = 0 , movnum = 0;
int num = 1;
printf("您已进入希尔排序\n");
printf("请输入排序序列长度：");
n = find_n();
printf("请输入排序序列：");
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
fscanf(fp,"%d",&nums[i]);
}
for(dk=n/2; dk>0; dk=dk/2)
{
for(i=0; i<dk; i++)
{
for(j=i+dk; j<n; j=j+dk)
{ //单独一次的插入排序
if(nums[j] < nums[j-dk])
{
temp = nums[j]; //哨兵
k = j - dk;
while(k>=0 && nums[k]>temp)
{
nums[k + dk] = nums[k];
k = k - dk;
}
nums[k + dk] = temp;
movnum++;
}
comnum++;
}
}
printf("第%d趟排序结果：",num++);
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
printf("%d ",nums[i]);
}
printf("\n");
}
printf("排序过程比较次数：%d\n排序过程移动次数：%d\n",comnum,movnum);
printf("\n");
return ;
}
/************************************************/
/*******************快速排序*********************/
int CN = 0;
int MN = 0;
int T = 1;
void Fswap(int nums[], int i, int j)
{
int temp;
temp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = temp;
MN++;
}
int partition(int nums[], int low, int high,int n)
{
int i;
int pivotkey;
pivotkey = nums[low];
while (low < high)//以pivoekey为轴，将大于它的放在后边，小于它的放在前面
{
while (low < high && nums[high] >= pivotkey)//条件判断 low < high
{
high--;
CN++;
}
Fswap(nums, low, high);
while (low < high && nums[low] <= pivotkey)
{
low++;
CN++;
}
Fswap(nums, low, high);
printf("第%d趟排序结果：",T++);
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
printf("%d ",nums[i]);
}
printf("\n");
}
return low;//返回枢轴所在位置
}
void quickSort(int nums[], int low, int high,int n)
{
int pivot;
if (low < high)
{
pivot = partition(nums, low, high, n);//将nums[]一分为二
quickSort(nums, low, pivot - 1, n);//对低子表递归排序
quickSort(nums, pivot + 1, high, n);//对高子表递归排序
}
}
void kuaipai()
{
int i , n;
int nums[MAXSIZE];
printf("您已进入快速排序\n");
printf("请输入排序序列长度：");
//scanf("%d",&n);
n = find_n();
//printf("请输入排序序列：");
CN = 0;
MN = 0;
T = 1;
printf("请输入排序序列：");
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
fscanf(fp,"%d",&nums[i]);
}
quickSort(nums, 0, n-1, n);
printf("排序过程比较次数：%d\n排序过程移动次数：%d\n",CN,MN);
printf("\n");
return ;
}
/************************************************/
/********************堆排序**********************/
int HCN = 0;
int HMN = 0;
int H = 1;
void HeapAdjust(int nums[], int s, int n)
{
int i , j;
int temp;
for(i=s ; 2*i+1<n ; i=j)
{
j = 2*i + 1;
if((j<n-1)&&(nums[j]<nums[j+1]))
{
j++;
HCN++;
}
if(nums[i] < nums[j])
{
temp = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = temp;
HCN++;
HMN++;
}
else
break;
}
}
void HeapSort(int nums[], int n)
{
int i , j;
int temp;
for(i=n/2-1 ; i>=0 ; i--)
{
HeapAdjust(nums, i, n);
printf("第%d趟排序结果：",H++);
for(j=0 ; j<n ; j++)
{
printf("%d ",nums[j]);
}
printf("\n");
}
for(i=n-1 ; i>0 ; i--)
{
temp = nums[i];
nums[i] = nums[0];
nums[0] = temp;
HMN++;
HeapAdjust(nums, 0, i);
printf("第%d趟排序结果：",H++);
for(j=0 ; j<n ; j++)
{
printf("%d ",nums[j]);
}
printf("\n");
}
}
void duipai()
{
int i , n;
int nums[MAXSIZE];
printf("您已进入堆排序\n");
printf("请输入排序序列长度：");
//scanf("%d",&n);
n = find_n();
printf("请输入排序序列：");
HMN = 0;
HCN = 0;
H = 1;
//n = find_n();
//printf("请输入排序序列：");
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
fscanf(fp,"%d",&nums[i]);
}
/*for (i=0; i<n; i++)
{
scanf("%d",&nums[i]);
}
*/
HeapSort(nums, n);
printf("排序过程比较次数：%d\n排序过程移动次数：%d\n",HCN,HMN);
printf("\n");
return ;
}
/************************************************/
/*****************直接插入排序*******************/
void zhicha()
{
int nums[MAXSIZE];
int i , j , n;
int temp;
int comnum = 0 , movnum = 0;
int num = 1;
printf("您已进入直接插入排序\n");
printf("请输入排序序列长度：");
n = find_n();
printf("请输入排序序列：");
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
fscanf(fp,"%d",&nums[i]);
}
for(i=1 ; i<n ; i++)
{
if(nums[i] < nums[i-1])
{
temp = nums[i];
for(j=i-1 ; j>=0 ; j--)
{
if(temp < nums[j])
{
nums[j+1] = nums[j];
comnum++;
}
else
{
break;
comnum++;
}
}
nums[j + 1] = temp;
movnum++;
}
else
{
comnum++;
continue;
}
printf("第%d趟排序结果：",num++);
for(j=0 ; j<n ; j++)
{
printf("%d ", nums[j]);
}
printf("\n");
}
printf("排序过程比较次数：%d\n排序过程移动次数：%d\n",comnum,movnum);
printf("\n");
}
/************************************************/
/*****************简单选择排序*******************/
void jiandan()
{
int nums[MAXSIZE];
int i , j , n;
int temp , t;
int comnum = 0 , movnum = 0;
int num = 1;
printf("您已进入简单选择排序\n");
printf("请输入排序序列长度：");
n = find_n();
printf("请输入排序序列：");
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
fscanf(fp,"%d",&nums[i]);
}
for(i=0 ; i<n ; i++)
{
temp = nums[i];
t = i;
for(j=i+1 ; j<n ; j++)
{
if(nums[j] < temp)
{
temp = nums[j];
t = j;
}
comnum++;
}
temp = nums[i];
nums[i] = nums[t];
nums[t] = temp;
movnum++;
printf("第%d趟排序结果：",num++);
for(j=0 ; j<n ; j++)
{
printf("%d ", nums[j]);
}
printf("\n");
}
printf("排序过程比较次数：%d\n排序过程移动次数：%d\n",comnum,movnum);
printf("\n");
}
/************************************************/
/********************主函数**********************/
int main()
{
int n;
cout<<"请输入文本的地址："<<endl;
cin>>path;
while(1)
{
printf(" 主菜单\n");
printf("请选择排序算法\n");
printf("冒泡排序法 1\n");
printf("折半插入排序法 2\n");
printf("希尔排序法 3\n");
printf("快速排序法 4\n");
printf("堆排序法 5\n");
printf("直接插入排序法 6\n");
printf("简单选择排序法 7\n");
printf("退出 0\n");
scanf("%d",&n);
switch(n)
{
case 1: maopao(); continue;
case 2: zheban(); continue;
case 3: shell(); continue;
case 4: kuaipai(); continue;
case 5: duipai(); continue;
case 6: zhicha(); continue;
case 7: jiandan(); continue;
default: break;
}
fclose(fp);
if(n == 0)
break;
}
return 0;
}
