实验6：至少三种排序算法的程序实现

《数据结构与算法》课程实验报告（6）
实验题目：实验6：至少三种排序算法的程序实现
一、实验目的
1．掌握简单插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、堆排序以及归并排序的算法并加以应用。

2．对各种查找、排序技术的时间、空间复杂性有进一步认识。

二、实验要求
1．认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。

2．编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。

3．整理并上交实验报告。

三、实验内容
编写程序实现下述六种算法至少三种，并用以下无序序列加以验证：49，38，65，97，76，13，27，49
1．简单插入排序
2．希尔排序
3. 冒泡排序
4．快速排序
5．归并排序
6．堆排序
四、源代码与结果：
1、简单插入排序：
源代码：
#include<iostream.h>
void InsertSort(int r[],int n);
int main()
{
int r[]={49,38,65,97,76,13,27,49};
cout<<"直接插入排序:"<<endl;
InsertSort(r,8);
for(int i=0;i<8;i++)
{
cout<<r[i]<<'\t';
}
cout<<endl;
return 0;
}
void InsertSort(int r[],int n)
{
for(int i=1;i<n;i++)
{
for(int j=i-1,s=r[i];s<r[j] && j>=0;j--)
{
r[j+1]=r[j];
}
r[j+1]=s;
}
}
运行结果：
2．希尔排序：
#include<iostream.h>
void ShellSort(int r[],int n);
int main()
{
int r[]={49,38,65,97,76,13,27,49};
cout<<"希尔排序:"<<endl;
ShellSort(r,8);
for(int i=0;i<8;i++)
cout<<r[i]<<'\t';
}
cout<<endl;
return 0;
}
void ShellSort(int r[],int n)
{
int step=n/2;
while(step >= 1)
{
for(int i=step;i<n;i+=step)
{
for(int j=i-step,s=r[i];s<r[j] && j>=0;j-=step)
{
r[j+step]=r[j];
}
r[j+step]=s;
}
step/=2;
}
}
运行结果：
3、冒泡排序：
源代码：
//起泡法排序：
#include<iostream.h>
#define N 8 //N为数的总个数
void BubbleSort(int r[],int n);
int main()
{
int i;
int a[N];
cout<<"请输入"<<N<<"个数字：";
for(i=0;i<N;i++)
cin>>a[i];
}
cout<<"冒泡排序结果:"<<endl;
BubbleSort(a,N);
for(i=0;i<N;i++)
{
cout<<a[i]<<"\t";
}
cout<<endl;
return 0;
}
void BubbleSort(int r[],int n)
{
for(int i=0;i<n-1;i++) //进行n-1次循环，实现n-1趟比较
{
for(int j=0;j<n-1-i;j++) //在每一趟中进行n-1-i次比较
{
if(r[j]>r[j+1])
{
int temp=r[j];
r[j]=r[j+1];
r[j+1]=temp;
}
}
}
}
运行结果：
4、快速排序：
#include<iostream.h>
int Partition(int r[],int low,int high);
void QuickSort(int r[],int low,int high);
int main()
{
int r[]={49,38,65,97,76,13,27,49};
cout<<"快速排序:"<<endl;
QuickSort(r,0,10-1);
for(int i=0;i<10;i++)
cout<<r[i]<<"\t";
}
cout<<endl;
return 0;
}
int Partition(int r[],int low,int high)
{
int pivotkey=r[low];
int i=low;
int j=high;
while(i<j)
{
while(i<j && r[j]>pivotkey) j--;
if(i<j){r[i]=r[j];i++;}
while(i<j && r[i]<pivotkey) i++;
if(i<j){r[j]=r[i];j--;}
}
r[j]=pivotkey;
return j;
}
void QuickSort(int r[],int low,int high)
{
if(low<high)
{
int pivot=Partition(r,low,high);
QuickSort(r,low,pivot-1);
QuickSort(r,pivot+1,high);
}
}
运行结果：
五、思考与提高
1．设有1000个无序的元素，希望用最快的速度挑出其中前10个最大的元素，采用哪一种排序方法最好？为什么？
答：用堆排序最合适，因为不必等全部元素排完就能得到所需结果，
时间效率为O(nlog2n)；若用冒泡排序则需时n!/(n-10)!。