数据结构(c语言版)课件_第八章_排序_(严蔚敏、吴伟民编_清华大学出版社)
教学课件 数据结构--严蔚敏
1.1 数据结构讨论的范畴
Niklaus Wirth：
Algorithm + Data Structures = Programs
程序设计:
算法: 数据结构:
为计算机处理问题编制 一组指令集
处理问题的策略
问题的数学模型
例如: 数值计算的程序设计问题
结构静力分析计算 ─━ 线性代数方程组
全球天气预报 ─━ 环流模式方程 (球面坐标系)
非数值计算的程序设计问题
例一: 求一组(n个)整数中的最大值 算法: ? 基本操作是“比较两个数的大小” 模型：？ 取决于整数值的范围
例二：计算机对弈
算法：? 对弈的规则和策略 模型：? 棋盘及棋盘的格局
例三：足协的数据库管理
S 是 D上关系的有限集。
数据的存储结构
—— 逻辑结构在存储器中的映象
“数据元素”的映象 ？
“关系”的映象 ？
数据元素的映象方法：
用二进制位(bit)的位串表示数据元素 (321)10 = (501)8 = (101000001)2 A = (101)8 = (001000001)2
关系的映象方法：（表示x, y的方法）
抽象数据类型的表示和实现
抽象数据类型需要通过固有数据 类型(高级编程语言中已实现的数据 类型)来实现。
例如，对以上定义的复数。
// -----存储结构的定义
typedef struct { float realpart； float imagpart；
}complex；
// -----基本操作的函数原型说明
顺序映象
以相对的存储位置表示后继关系 例如:令 y 的存储位置和 x 的存储位置之间差一个常量 C
数据结构(c语言版)严蔚敏
第一章概论1.数据：信息的载体,能被计算机识别、存储和加工处理。
2.数据元素：数据的基本单位，可由若干个数据项组成，数据项是具有独立含义的最小标识单位。
3.数据结构：数据之间的相互关系，即数据的组织形式。
它包括：1）数据的逻辑结构，从逻辑关系上描述数据，与数据存储无关，独立于计算机；2）数据的存储结构，是逻辑结构用计算机语言的实现，依赖于计算机语言。
3）数据的运算，定义在逻辑结构上，每种逻辑结构都有一个运算集合。
常用的运算：检索/插入/删除/更新/排序。
4.数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。
数据的存储结构是逻辑结构用计算机语言的实现。
5.数据类型：一个值的集合及在值上定义的一组操作的总称。
分为：原子类型和结构类型。
6.抽象数据类型：抽象数据的组织和与之相关的操作。
优点：将数据和操作封装在一起实现了信息隐藏。
7. 抽象数据类型ADT：是在概念层上描述问题；类：是在实现层上描述问题；在应用层上操作对象（类的实例）解决问题。
8.数据的逻辑结构，简称为数据结构，有：（1）线性结构，若结构是非空集则仅有一个开始和终端结点，并且所有结点最多只有一个直接前趋和后继。
（2）非线性结构，一个结点可能有多个直接前趋和后继。
9.数据的存储结构有：1）顺序存储，把逻辑相邻的结点存储在物理上相邻的存储单元内。
2）链接存储，结点间的逻辑关系由附加指针字段表示。
3）索引存储，存储结点信息的同时，建立附加索引表，有稠密索引和稀疏索引。
4）散列存储，按结点的关键字直接计算出存储地址。
10.评价算法的好坏是：算法是正确的；执行算法所耗的时间；执行算法的存储空间（辅助存储空间）；易于理解、编码、调试。
11.算法的时间复杂度T(n)：是该算法的时间耗费，是求解问题规模n的函数。
记为O(n)。
时间复杂度按数量级递增排列依次为：常数阶O(1)、对数阶O(log2n)、线性阶O(n)、线性对数阶O(nlog2n)、平方阶O(n^2)、立方阶O(n^3)、……k次方阶O(n^k)、指数阶O(2^n)。
数据结构_(严蔚敏C语言版)_学习、复习提纲.
期末复习 第一章 绪论 复习1、计算机算法必须具备输入、输出、可行性、确定性、有穷性５个特性。
2、算法分析的两个主要方面是空间复杂度和时间复杂度。
3、数据元素是数据的基本单位。
4、数据项是数据的最小单位。
5、数据结构是带结构的数据元素的集合。
6、数据的存储结构包括顺序、链接、散列和索引四种基本类型。
基础知识数据结构算 法概 念逻辑结构 存储结构数据运算数据：计算机处理的信息总称 数据项：最小单位 数据元素：最基本单位数据对象：元素集合数据结构：相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素集合。
概念：数据元素之间的关系 线性结构：一对一非线性结构 树：一对多 图：多对多顺序存储结构 链表存储结构 索引。
散列。
算法描述：指令的有限有序序列算法特性 有穷性 确定性 可行性 输入 输出 算法分析时间复杂度 空间复杂度第二章 线性表 复习1、在双链表中，每个结点有两个指针域，包括一个指向前驱结点的指针 、一个指向后继结点的指针2、线性表采用顺序存储，必须占用一片连续的存储单元3、线性表采用链式存储，便于进行插入和删除操作4、线性表采用顺序存储和链式存储优缺点比较。
5、简单算法第三章 栈和队列 复习线性表顺序存储结构链表存储结构概 念基本特点基本运算定义逻辑关系：前趋 后继节省空间 随机存取 插、删效率低 插入 删除单链表双向 链表 特点一个指针域+一个数据域 多占空间 查找费时 插、删效率高 无法查找前趋结点运算特点：单链表+前趋指针域运算插入删除循环 链表特点：单链表的尾结点指针指向附加头结点。
运算：联接1、 栈和队列的异同点。
2、 栈和队列的基本运算3、 出栈和出队4、 基本运算第四章 串 复习栈存储结构栈的概念：在一端操作的线性表 运算算法栈的特点：先进后出 LIFO初始化 进栈push 出栈pop队列顺序队列 循环队列队列概念：在两端操作的线性表 假溢出链队列队列特点：先进先出 FIFO基本运算顺序：链队：队空：front=rear队满：front=(rear+1)%MAXSIZE队空：frontrear ∧初始化 判空 进队 出队取队首元素第五章 数组和广义表 复习串存储结构运 算概 念顺序串链表串定义：由n(≥1)个字符组成的有限序列 S=”c 1c 2c 3 ……cn ”串长度、空白串、空串。
数据结构C语言版ppt课件-PPT精品文档
…
an-1,0 an-1,1
…
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…
…
Ann
a0,0 a1,0
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a0,n-1 a1,n-1
Ann
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a1,1
…
…
…
an-1,n-1
对称阵
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下三角矩阵
第5章 数组和广义表
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数据结构
（C语言版）
严蔚敏、吴伟民编著 清华大学出版社 学习网站：xin126/list.asp?id=301
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第5章 数组和广义表
主要内容：
一、数组的定义 二、数组的表示和实现 三、矩阵的压缩存储 四、广义表的定义 五、广义表的存储结构
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第5章 数组和广义表
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第5章 数组和广义表
(2) 稀疏矩阵的存储： 若按常规方法进行存储，零值元素会占了很大空间 因此对于稀疏矩阵的存储通常采用以下两种方式： 三元组表和十字链表进行存储。
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第5章 数组和广义表
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第5章 数组和广义表
以行序为主序的求址公式：
假设每个数据元素占L个存储单元，则二维 数组A中任一元素aij的存储位置可由下式确定： LOC(i, j) = LOC(0, 0) + (n×i + j)*L 式中，LOC(i, j)是aij的存储位置，LOC(0, 0)是a00的存储位置，即二维数组A的起始存储 位置，也称为基地址或基址。b2是数组第二维 的长度，即数组A(m×n)中的列数n。
数据结构c语言版严蔚敏
ADT的一般定义形式是： ADT <抽象数据类型名>{
数据对象： <数据对象的定义> 数据关系： <数据关系的定义> 基本操作： <基本操作的定义> } ADT <抽象数据类型名> – 其中数据对象和数据关系的定义用伪码描述。 – 基本操作的定义是：
法“运行工作量”的大小，只依赖于问题的规模（通 常用n表示），或者说，它是问题规模的函数。
算法分析应用举例
算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某 个函数，其时间量度记作 T(n)=O(f(n))，称作算法的 渐近时间复杂度(Asymptotic Time complexity)，简称时 间复杂度。
姓名
电话号码
陈海
李四锋
。。。
。。。
表1-1 线性表结构
例2：磁盘目录文件系统
磁盘根目录下有很多子目录 及文件，每个子目录里又可以包 含多个子目录及文件，但每个子 目录只有一个父目录，依此类推：
本问题是一种典型的树型结 构问题，如图1-1 ，数据与数据 成一对多的关系，是一种典型的 非线性关系结构—树形结构。
③ 可行性： 一个算法是能行的。即算法描述的操作 都可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现。
④ 输入： 一个算法有零个或多个输入，这些输入 取自于某个特定的对象集合。
⑤ 输出： 一个算法有一个或多个输出，这些输出 是同输入有着某些特定关系的量。
一个算法可以用多种方法描述，主要有：使用自然 语言描述；使用形式语言描述；使用计算机程序设计语 言描述。
O(㏒n) ：对数时间阶 O(n㏒n) ：线性对数时间阶
O (nk)： k≥2 ，k次方时间阶 例１ 两个n阶方阵的乘法
《数据结构》课后答案(C语言版)(严蔚敏_吴伟民著)
第1章 绪论1.1 简述下列术语：数据，数据元素、数据对象、数据结构、存储结构、数据类型和抽象数据类型。
解：数据是对客观事物的符号表示。
在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。
数据元素是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。
数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
存储结构是数据结构在计算机中的表示。
数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。
抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。
是对一般数据类型的扩展。
1.2 试描述数据结构和抽象数据类型的概念与程序设计语言中数据类型概念的区别。
解：抽象数据类型包含一般数据类型的概念，但含义比一般数据类型更广、更抽象。
一般数据类型由具体语言系统内部定义，直接提供给编程者定义用户数据，因此称它们为预定义数据类型。
抽象数据类型通常由编程者定义，包括定义它所使用的数据和在这些数据上所进行的操作。
在定义抽象数据类型中的数据部分和操作部分时，要求只定义到数据的逻辑结构和操作说明，不考虑数据的存储结构和操作的具体实现，这样抽象层次更高，更能为其他用户提供良好的使用接口。
1.3 设有数据结构(D,R)，其中{}4,3,2,1d d d d D =，{}r R =，()()(){}4,3,3,2,2,1d d d d d d r =试按图论中图的画法惯例画出其逻辑结构图。
解：1.4 试仿照三元组的抽象数据类型分别写出抽象数据类型复数和有理数的定义（有理数是其分子、分母均为自然数且分母不为零的分数）。
解：ADT Complex{ 数据对象：D={r,i|r,i 为实数} 数据关系：R={<r,i>} 基本操作： InitComplex(&C,re,im)操作结果：构造一个复数C ，其实部和虚部分别为re 和imDestroyCmoplex(&C)操作结果：销毁复数CGet(C,k,&e)操作结果：用e返回复数C的第k元的值Put(&C,k,e)操作结果：改变复数C的第k元的值为eIsAscending(C)操作结果：如果复数C的两个元素按升序排列，则返回1，否则返回0IsDescending(C)操作结果：如果复数C的两个元素按降序排列，则返回1，否则返回0Max(C,&e)操作结果：用e返回复数C的两个元素中值较大的一个Min(C,&e)操作结果：用e返回复数C的两个元素中值较小的一个}ADT ComplexADT RationalNumber{数据对象：D={s,m|s,m为自然数，且m不为0}数据关系：R={<s,m>}基本操作：InitRationalNumber(&R,s,m)操作结果：构造一个有理数R，其分子和分母分别为s和m DestroyRationalNumber(&R)操作结果：销毁有理数RGet(R,k,&e)操作结果：用e返回有理数R的第k元的值Put(&R,k,e)操作结果：改变有理数R的第k元的值为eIsAscending(R)操作结果：若有理数R的两个元素按升序排列，则返回1，否则返回0IsDescending(R)操作结果：若有理数R的两个元素按降序排列，则返回1，否则返回0Max(R,&e)操作结果：用e返回有理数R的两个元素中值较大的一个Min(R,&e)操作结果：用e返回有理数R的两个元素中值较小的一个}ADT RationalNumber1.5 试画出与下列程序段等价的框图。
数据结构(C语言版)清华大学出版社 严蔚敏 吴伟民
吉首大学题库一、一、单选题（每题 2 分，共20分）1. 1.对一个算法的评价，不包括如下（）方面的内容。
A．健壮性和可读性B．并行性C．正确性D．时空复杂度2. 2.在带有头结点的单链表HL中，要向表头插入一个由指针p指向的结点，则执行( )。
A. p->next=HL->next; HL->next=p;B. p->next=HL; HL=p;C. p->next=HL; p=HL;D. HL=p; p->next=HL;3. 3.对线性表，在下列哪种情况下应当采用链表表示？( )A.经常需要随机地存取元素B.经常需要进行插入和删除操作C.表中元素需要占据一片连续的存储空间D.表中元素的个数不变4. 4.一个栈的输入序列为1 2 3，则下列序列中不可能是栈的输出序列的是( )A. 2 3 1B. 3 2 1C. 3 1 2D. 1 2 35. 5.AOV网是一种（）。
A．有向图B．无向图C．无向无环图D．有向无环图6. 6.采用开放定址法处理散列表的冲突时，其平均查找长度（）。
A．低于链接法处理冲突 B. 高于链接法处理冲突C．与链接法处理冲突相同D．高于二分查找7.7.若需要利用形参直接访问实参时，应将形参变量说明为（）参数。
A．值B．函数C．指针D．引用8.8.在稀疏矩阵的带行指针向量的链接存储中，每个单链表中的结点都具有相同的（）。
A．行号B．列号C．元素值D．非零元素个数9.9.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为（）。
A．O(log2n) B．O(nlog2n) C．0(n) D．0(n2)10.10.从二叉搜索树中查找一个元素时，其时间复杂度大致为( )。
A. O(n)B. O(1)C. O(log2n)D. O(n2)二、二、运算题（每题 6 分，共24分）1. 1.数据结构是指数据及其相互之间的______________。
当结点之间存在M对N（M：N）的联系时，称这种结构为_____________________。
数据结构(c语言版)课件 第八章 排序 (严蔚敏、吴伟民编 清华大学出版社)
例 初始: 49 38 65 97 76 13 27 48 55 4 取d1=5 49 一趟分组: 38 65 97 76 13 27 48 55 4
一趟排序:13 27 48 55 4 取d2=3 13 二趟分组: 27 48 55 4
49 38 65 97 76 49 38 65 97 76
二趟排序:13 4 48 38 27 49 55 65 97 76 取d3=1 13 三趟分组: 27 48 55 4 49 38 65 97 76
k 38 j k 65 j 97 j 76 j
k 13 49 j 27 ] j k 97 j 97 [97 49 49 49 49 76 j 76 76 [76 65 65 65 49 38 ] 27 j 49 49 97 [97 76 76 j 38 ] 65 ] 65 ] 76 ] [97 ] 97
按排序所需工作量
简单的排序方法:T(n)=O(n) 先进的排序方法:T(n)=O(logn) 基数排序:T(n)=O(d.n)
排序基本操作
比较两个关键字大小 将记录从一个位置移动到另一个位置
8.1 插入排序
直接插入排序
排序过程:整个排序过程为n-1趟插入,即先将序列中 第1个记录看成是一个有序子序列,然后从第2个记录 开始,逐个进行插入,直至整个序列有序 算法描述
初始时令i=s,j=t 首先从j所指位置向前搜索第一个关键字小于x的记录,并和rp 交换 再从i所指位置起向后搜索,找到第一个关键字大于x的记录, 和rp交换 重复上述两步,直至i==j为止 再分别对两个子序列进行快速排序,直到每个子序列只含有 一个记录为止
x 例 初始关键字: 27 49 i 完成一趟排序: ( 27 38 i 38 13 49 65 i 13) 49 97 iij 76 j 97 49 13 j 97 65 49 27 j 65 50 j 50)
数据结构严蔚敏完整版ppt课件
算法分析应用举例
算法中基本操作重复执行的次数是问题规模n的某 个函数，其时间量度记作 T(n)=O(f(n))，称作算法的渐 近时间复杂度(Asymptotic Time complexity)，简称时间复杂度。
K={k1, k2, …, k9} R={ <k1, k3>，<k1, k8>，<k2, k3>，<k2, k4>，<k2, k5>，<k3, k9>， <k5, k6>，<k8, k9>，<k9, k7>，<k4, k7>，<k4, k6> } 画出这逻辑结构的图示，并确定那些是起点，那些是终点
数据元素之间的关系可以是元素之间代表某种含义 的自然关系，也可以是为处理问题方便而人为定义的关 系，这种自然或人为定义的 “关系”称为数据元素之 间的逻辑关系，相应的结构称为逻辑结构。
《算法与数据结构》是计算机科学中的一门综合性专 业基础课。是介于数学、计算机硬件、计算机软件三者 之间的一门核心课程，不仅是一般程序设计的基础，而 且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其 他系统程序和大型应用程序的重要基础。
1.1.1 数据结构的例子
例1：电话号码查询系统
设有一个电话号码薄，它记录了N个人的名字和其相 应的电话号码，假定按如下形式安排：(a1, b1)，(a2, b2)，…(an, bn)，其中ai, bi(i=1，2…n) 分别表示某人的名字 和电话号码。 本问题是一种典型的表格问题。如表1-1， 数据与数据成简单的一对一的线性关系。
图状结构
数据结构c语言版严蔚敏
在本门课程的学习、作业练习、上机实践等环节， 算法都用C语言来描述。在上机实践时，为了检查算法 是否正确，应编写成完整的C语言程序。
1.3.2 算法设计的要求
算法(Algorithm)：是对特定问题求解方法(步骤)的一种 描述，是指令的有限序列，其中每一条指令表示一个或 多个操作。
算法具有以下五个特性
① 有穷性： 一个算法必须总是在执行有穷步之后结 束，且每一步都在有穷时间内完成。
② 确定性：算法中每一条指令必须有确切的含义。 不存在二义性。且算法只有一个入口和一个出口。
数据元素(Data Element) ：是数据的基本单位，在 程序中通常作为一个整体来进行考虑和处理。
一个数据元素可由若干个数据项(Data Item)组成。 数据项是数据的不可分割的最小单位。数据项是对客观 事物某一方面特性的数据描述。
数据对象(Data Object)：是性质相同的数据元素的集 合，是数据的一个子集。如字符集合C={‘A’,’B’,’C,…} 。
③ 可行性： 一个算法是能行的。即算法描述的操作 都可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现。
④ 输入： 一个算法有零个或多个输入，这些输入 取自于某个特定的对象集合。
⑤ 输出： 一个算法有一个或多个输出，这些输出 是同输入有着某些特定关系的量。
一个算法可以用多种方法描述，主要有：使用自然 语言描述；使用形式语言描述；使用计算机程序设计语 言描ct Data Type ，简称ADT)：是 指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。
ADT的定义仅是一组逻辑特性描述， 与其在计算 机内的表示和实现无关。因此，不论ADT的内部结构如 何变化，只要其数学特性不变，都不影响其外部使用。
数据结构C语言版严蔚敏人民邮电出版社课后习题答案(精品课件)
数据结构（C语言版）（第2版）课后习题答案李冬梅2015.3目录第1章绪论 (1)第2章线性表 (11)第3章栈和队列 (34)第4章串、数组和广义表 (67)第5章树和二叉树 (86)第6章图 (109)第7章查找 (132)第8章排序 (157)第1章绪论1．简述下列概念：数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。
答案：数据：是客观事物的符号表示，指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。
如数学计算中用到的整数和实数，文本编辑所用到的字符串，多媒体程序处理的图形、图像、声音、动画等通过特殊编码定义后的数据。
数据元素：是数据的基本单位，在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。
在有些情况下，数据元素也称为元素、结点、记录等。
数据元素用于完整地描述一个对象，如一个学生记录，树中棋盘的一个格局（状态）、图中的一个顶点等。
数据项：是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。
例如，学生基本信息表中的学号、姓名、性别等都是数据项。
1 / 184数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。
例如：整数数据对象是集合N={0，±1，±2，…}，字母字符数据对象是集合C={‘A’，‘B’，…，‘Z’，‘a’，‘b’，…，‘z’}，学生基本信息表也可是一个数据对象。
数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
换句话说，数据结构是带“结构”的数据元素的集合，“结构”就是指数据元素之间存在的关系。
逻辑结构：从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。
因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。
存储结构：数据对象在计算机中的存储表示，也称为物理结构。
抽象数据类型：由用户定义的，表示应用问题的数学模型，以及定义在这个模型上的一组操作的总称。
具体包括三部分：数据对象、数据对象上关系的集合和对数据对象的基本操作的集合。
数据结构(C)严蔚敏-(文件)PPT课件
2021/3/12
Page 2
单关键字文件
❖ 文件中的记录只有一个唯一标识记录的主关键字。
多关键字文件
❖ 文件中的记录除了含有一个主关键字外，还含有若干个次关键字。
记录的属性
❖ 记录中所有非关键字的数据项。
记录的逻辑结构
❖ 记录在用户或应用程序员面前呈现的方式，是用户对数据的表示和 存取方式。
文件的检索方式
❖ 顺序存取：存取下一个逻辑记录。 ❖ 直接存取；存取第i个逻辑记录。 ❖ 按关键字存取：
简单查询、区域查询、函数查询、布尔查询
Data Structure
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文件的修改
❖ 记录的插入、删除、修改。
文件的物理结构
❖ 文件在外存上的组织方式。 ➢ 顺序组织 ➢ 随机组织 ➢ 链组织
记录的物理结构
❖ 数据在物理存储器上存储的方式，是数据的物理表示和组织。
Data Structure
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Page 3
物理记录
❖ 计算机用一条I/0命令进行读写的基本数据单位（物理块）。 ❖ 物理记录和逻辑记录之间可能存在下列三种关系：
➢ 一个物理记录存放一个逻辑记录； ➢ 一个物理记录包含多个逻辑记录； ➢ 多个物理记录表示一个逻辑记录。
项。索引项指出该记录的物理地址。最后，索引表按关键字排序。 ❖ 只能存储在磁盘存储设备上。
Data Structure
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物理记录号 职工号 姓名 职务 其他
101
29 张珊 程序员
103
05 李四 维修员
104
02 王红 程序员
105
38 刘淇 穿孔员
《数据结构》排序》课件
遍历数组，两两比较并交换元素位
置，重复执行直到排序完成。
3
时间复杂度分析
最好情况下O(n)，最坏情况和平均
优化方法
4
情况下为O(n^2)。
加入标记位，如果某次遍历中没有 发生交换，则表示已排序完成。
插入排序
基本思想
将数组分为已排序 和未排序两部分， 每次从未排序中取 出一个元素插入到 已排序的合适位置。
感谢阅读。
的元素，放到已排序的末尾。
每次遍历未排序部分，找到最小
（或最大）的元素，放到已排序部
分末尾。
3
堆排序
使用堆数据结构进行排序，每次选
取堆顶元素，调整堆结构，重复执
时间复杂度分析
4
行直到排序完成。
最坏情况下为O(n^2)，平均情况下
为O(n^2)。
5
优化方法
使用堆排序技巧，优化选择的效率。
快速排序
1
实现流程
时间复杂度
不同排序算法的时间复 杂度对比。
空间复杂度
不同排序算法的空间复 杂度对比。
稳定性
不同排序算法在相同元 素排序时的稳定性对比。
结语
通过本课件，您了解了不同排序算法的原理、实现和优化。在实际应用中， 选择合适的排序算法非常重要。希望本课件能为您的学习和实践提供有价值 的指导。
让我们继续深入学习！
直接插入排 序
逐个遍历未排序元 素，依次插入到已 排序序列中正确的 位置。
希尔排序
将数组按一定步长 分组，分组内使用 直接插入排序，不 断缩小步长直到为 1。
时间n^1.3)。
选择排序
1
基本思想
每次从未排序中选择最小（或最大）
直接选择排序
数据结构c语言版严蔚敏
数据结构(Data Structure)：是指相互之间具有(存在) 一定联系(关系)的数据元素的集合。元素之间的相互联 系(关系)称为逻辑结构。数据元素之间的逻辑结构有四 种基本类型，如图1-3所示。
① 集合：结构中的数据元素除了“同属于一个集合” 外，没有其它关系。
② 线性结构：结构中的数据元素之间存在一对一的 关系。
③ 树型结构：结构中的数据元素之间存在一对多的 关系。
④ 图状结构或网状结构：结构中的数据元素之间存 在多对多的关系。
图1-3 四类基本结构图
1.1.3 数据结构的形式定义
数据结构的形式定义是一个二元组： Data-Structure=(D，S)
其中：D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。 例2：设数据逻辑结构B=（K，R）
其中：D是数据对象，S是D上的关系集，P是对D的基 本操作集。
ADT的一般定义形式是： ADT <抽象数据类型名>{
数据对象： <数据对象的定义> 数据关系： <数据关系的定义> 基本操作： <基本操作的定义> } ADT <抽象数据类型名> – 其中数据对象和数据关系的定义用伪码描述。 – 基本操作的定义是：
K={k1, k2, …, k9} R={ <k1, k3>，<k1, k8>，<k2, k3>，<k2, k4>，<k2, k5>，<k3, k9>， <k5, k6>，<k8, k9>，<k9, k7>，<k4, k7>，<k4, k6> } 画出这逻辑结构的图示，并确定那些是起点，那些是终点
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谢谢！
《数据结构C语言版》严蔚 敏PPTc文件-精
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
数据结构严蔚敏 内部排序PPT文档102页
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
数据结构严蔚敏 内部排序 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
精品课件-数据结构实用教程(C语言版)-第八章 排序
8.1 基本概念 8.2 插入排序 8.3 交换排序 8.4 选择排序 8.5 二路归并排序 8.6 各种排序方法的综合比较
8.1 基本概念 1、排序的定义 2、排序算法的特性 3、内部的分类
1、排序的定义
排序是计算机内经常进行的一种操作，其目的是将一组 “无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列。
对于直接插入排序：其时间复杂度为O(n2) 适用于：待排序记录的数量很小时
8.2.2 折半插入排序
因为 L.elem[1..i-1] 是一个按关键字有序的有 序序列，则可以利用折半查找实现“在L.elem [1..i-1]中 查找L.elem [i]的插入位置”，如此实现的插入排序为折半 插入排序。
体重 72 75 53 76 62
原3,4,5记录顺序改变，则称该排序方法是不稳定的！
一般情况下， 假设含n个记录的序列为{ R1, R2, …， Rn } 其相应的关键字序列为 { K1, K2, …，Kn }
这些关键字相互之间可以进行比较，即在 它们之间存在着这样一个关系 ：
Kp1≤Kp2≤…≤Kpn
如果按关键字年龄用一种方法排序后得到下表：
姓名 3七大 4张强 5陈华 2王天 1李由
年龄 24 24 24 54 57
体重 75 72 53 76 62
注意反色的三条记录保持原有排列顺序，则称该排序方法是稳定的！
如果另一方法排序后得到下表：
姓名 4张强 3七大 5陈华 2王天 1李由
年龄 24 24 24 54 57
SqList L;
8. 2 插入排序
直接插入排序（基于顺序查找） 折半插入排序（基于折半查找） 希尔排序（基于逐趟缩小增量）
8.2.1 直接插入排序
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的堆？
第二个问题解决方法——筛选
方法：输出堆顶元素之后，以堆中最后一个元素替代之；然
后将根结点值与左、右子树的根结点值进行比较，并与其中 小者进行交换；重复上述操作，直至叶子结点，将得到新的 堆，称这个从堆顶至叶子的调整过程为“筛选”
例 38 50 97 76
13 27 65 49 13 38
76 65
50
76
97 13 49 38
65 27
97
49
38
27
输出：13 27 38 49
输出：13 27 38 49
97
65 65 76 50 49 38 97 27 13 输出：13 27 38 49 50 50 76 49
97 65
38 27
76
50 13 49 38
27
13 输出：13 27 38 49 50
输出：13 27 38 49 50 65
76 97 50 49 38 65 27 13 输出：13 27 38 49 50 65 97 50
97 76
49 38
65
27
13
输出：13 27 38 49 50 65 76
76
50 13 49 38
65 27
输出：13 27 38 49 50 65 76 97
例
38 49 49 38 65 76 97 13 97 76 97 27 13 30 97 27 97 30 初 始 关 键 字
38 49 65 13 76 27 76 13 30 76 27 76 30 97 第 一 趟
38 49 13 65 27 65 13 30 65 27 65 30
38 13 49
五趟： 13 六趟： 13 排序结束： 13
27
27 27 27
38
38 38 38
49
49 49 49
[76
65 65 65
97
[97 76 76
65 ]
76 ] [97 ] 97
算法描述
算法评价
时间复杂度
记录移动次数 最好情况：0 最坏情况：3(n-1) 比较次数： n 1 (n i) 1 (n 2 n)
i=8 20 (6
i=8 20 (6
…...
(6
13 30 39
13 30 39 m 13 30 39 j m 13 30 39 s mj 13 30 39 j s
42 70 85 ) 20
42 70 85 ) 20 j 42 70 85 ) 20 42 70 85 ) 20
42 70 85 ) 20
42 70 85 )
13 20 30 39
算法描述
算法评价
时间复杂度：T(n)=O(n² )
空间复杂度：S(n)=O(1)
Ch8_2.c
希尔排序(缩小增量法) 排序过程：先取一个正整数d1<n，把所有相隔d1的记 录放一组，组内进行直接插入排序；然后取d2<d1， 重复上述分组和排序操作；直至di=1，即所有记录放 进一个组中排序为止
i
38
i
13)
iij
j
65
49 (76
分别进行快速排序： ( 13) 27
(38) 49 (50
65)
76
(97)
快速排序结束：
13
27
38
49
50
65
76
97
算法描述
算法评价
时间复杂度
最好情况（每次总是选到中间值作枢轴）T(n)=O(nlog2n) 最坏情况（每次总是选到最小或最大元素作枢轴）
算法描述
第一个问题解决方法
方法：从无序序列的第n/2个元素（即此无序序列对应的完
全二叉树的最后一个非终端结点）起，至第一个元素止，进 行反复筛选
例 含8个元素的无序序列（49，38，65，97，76，13，27，50） 49 38 65 38 50 97 76 13 49 65 27 97 50 49
49 38 65 97 76
三趟排序：4 13 27 38 48 49 55 65 76 97
算法描述
#define T 3 int d[]={5,3,1};
例 13 48 97 55 76 4 13 49 27 38 65 49 27 38 65 48 97 55 76 4 j j j
j
j
i
8.2 交换排序
冒泡排序 排序过程
将第一个记录的关键字与第二个记录的关键字进行比较，若
为逆序r[1].key>r[2].key，则交换；然后比较第二个记录与第 三个记录；依次类推，直至第n-1个记录和第n个记录比较为 止——第一趟冒泡排序，结果关键字最大的记录被安置在最 后一个记录上 对前n-1个记录进行第二趟冒泡排序，结果使关键字次大的记 录被安置在第n-1个记录位置 重复上述过程，直到“在一趟排序过程中没有进行过交换记 录的操作”为止
Ch8_1.c
空间复杂度：S(n)=O(1)
n2 4
n2 4
T(n)=O(n² )
折半插入排序 排序过程：用折半查找方法确定插入位置的排序叫~
例 i=1 (30) 13 70 85 39 42 6 30) 70 85 39 42 6 20 20 i=2 13 (13
i=7 6
i=8 20 (6 s i=8 20 (6 s i=8 20 (6
初始时令i=s,j=t
首先从j所指位置向前搜索第一个关键字小于x的记录，并和rp
交换 再从i所指位置起向后搜索，找到第一个关键字大于x的记录， 和rp交换 重复上述两步，直至i==j为止 再分别对两个子序列进行快速排序，直到每个子序列只含有 一个记录为止
x 例 初始关键字： 27 49 i 完成一趟排序： ( 27 38 13 49 65 49 97 76 j 97 49 13 j 97 49 65 27 50 j 50)
T(n)=O(n² ) T(n)=O(n² )
空间复杂度：需栈空间以实现递归
最坏情况：S(n)=O(n)
一般情况：S(n)=O(log2n)
Ch8_5.c
8.3 选择排序
简单选择排序 排序过程
首先通过n-1次关键字比较，从n个记录中找出关键字最小的
记录，将它与第一个记录交换 再通过n-2次比较，从剩余的n-1个记录中找出关键字次小的 记录，将它与第二个记录交换 重复上述操作，共进行n-1趟排序后，排序结束
比较次数： (n i) (n 2 n)
i 1
n 1
1 2
移动次数：3 (n i ) 3 (n 2 n)
n
T(n)=O(n² )
i 1
2
空间复杂度：S(n)=O(1)
Ch8_4.c
快速排序
基本思想：通过一趟排序，将待排序记录分割成独立
的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记 录的关键字小，则可分别对这两部分记录进行排序， 以达到整个序列有序 排序过程：对r[s……t]中记录进行一趟快速排序，附 设两个指针i和j，设枢轴记录rp=r[s]，x=rp.key
例 初始： 49 38 65 97 76 13 27 48 55 4 取d1=5 49 38 65 97 76 13 27 48 55 4 一趟分组：
一趟排序：13 27 48 55 4 取d2=3 13 27 48 55 4 二趟分组：
49 38 65 97 76 49 38 65 97 76
二趟排序：13 4 48 38 27 49 55 65 97 76 取d3=1 13 27 48 55 4 三趟分组：
选择排序：简单选择排序、堆排序
归并排序：2-路归并排序 基数排序
按排序所需工作量
简单的排序方法：T(n)=O(n² ) 先进的排序方法：T(n)=O(logn) 基数排序：T(n)=O(d.n)
排序基本操作 比较两个关键字大小 将记录从一个位置移动到另一个位置
8.1 插入排序
i
i
i
i
4 48 38 一趟排序：13 27 55 27 4 49 55 38 65 97 76
j j
j
j
ji
ij
ij
ij
i
i
i
二趟排序： 13 4 48 38 27 49 55 65 97 76 Ch8_3.c
希尔排序特点
子序列的构成不是简单的“逐段分割”，而是将相隔某个增
量的记录组成一个子序列 希尔排序可提高排序速度，因为 分组后n值减小，n² 更小，而T(n)=O(n² ),所以T(n)从总体 上看是减小了 关键字较小的记录跳跃式前移，在进行最后一趟增量为1 的插入排序时，序列已基本有序 增量序列取法 无除1以外的公因子 最后一个增量值必须为1
13 38
76 65 27 49
堆排序：将无序序列建成一个堆，得到关键字最小
（或最大）的记录；输出堆顶的最小（大）值后，使 剩余的n-1个元素重又建成一个堆，则可得到n个元素 的次小值；重复执行，得到一个有序序列，这个过程 叫~ 堆排序需解决的两个问题：
如何由一个无序序列建成一个堆？ 如何在输出堆顶元素之后，调整剩余元素，使之成为一个新
k 例 i=1 初始： [ 49 13
k
k
38 j
k
65 j
97 j
76 j
13 49 j
27 ] j
k
i=2 一趟： 13
[38 27 65 j
97 j 97 [97
76 j 76 76
49 38 27 ] j 49 49 j 38 ] 65 ]