第九章——2插入排序
数据结构第九章
i 1 i 1 n 1 n 1
140-14
平均情况下排序的时间复杂度为 o(n2)。 直接插入排序是一种稳定的排序方法。
折半插入排序 (Binary Insertsort)
基本思想是 : 设在顺序表中有一 个元素序列 V[0], V[1], …, V[n-1]。其中, V[0], V[1], …, V[i-1] 是已经排好序的元素。在插入V[i] 时, 利 用折半搜索法寻找V[i] 的插入位置。
折半插入排序的算法
#include "dataList.h"
140-15
插入排序 (Insert Sorting)
基本方法是:每步将一个待排序的元素,按其 排序码大小,插入到前面已经排好序的一组元 素的适当位置上, 直到元素全部插入为止。
直接插入排序 (Insert Sort)
基本思想是 : 当插入第i (i≥1) 个元素时,前面 的V[0], V[1], …, V[i-1]已经排好序。这时,用 V[i]的排序码与V[i-1], V[i-2], …的排序码顺序 进行比较,插入位置即将V[i]插入,原来位置 上的元素向后顺移。
140-11
直接插入排序的算法
#include "dataList.h" template <class T> void InsertSort (dataList<T>& L, int left, int right) { //依次将元素L.Vector[i]按其排序码插入到有序表 //L.Vector[left],…,L.Vector[i-1]中,使得 //L.Vector[left]到L.Vector[i]有序。 Element<T> temp; int i, j; for (i = left+1; i <= right; i++) if (L[i] < L[i-1]) { temp = L[i]; j = i-1;
数据结构第九章排序习题与答案
习题九排序一、单项选择题1.下列内部排序算法中:A.快速排序 B.直接插入排序C. 二路归并排序D.简单选择排序E. 起泡排序F.堆排序(1)其比较次数与序列初态无关的算法是()(2)不稳定的排序算法是()(3)在初始序列已基本有序(除去n 个元素中的某 k 个元素后即呈有序, k<<n)的情况下,排序效率最高的算法是()(4)排序的平均时间复杂度为O(n?logn)的算法是()为 O(n?n) 的算法是()2.比较次数与排序的初始状态无关的排序方法是( )。
A.直接插入排序B.起泡排序C.快速排序D.简单选择排序3.对一组数据( 84, 47, 25, 15, 21)排序,数据的排列次序在排序的过程中的变化为(1) 84 47 25 15 21(2) 15 47 25 84 21(3) 15 21 25 84 47(4) 15 21 25 47 84则采用的排序是 ()。
A. 选择B.冒泡C.快速D.插入4.下列排序算法中 ( )排序在一趟结束后不一定能选出一个元素放在其最终位置上。
A. 选择B.冒泡C.归并D.堆5.一组记录的关键码为(46,79,56, 38,40, 84),则利用快速排序的方法,以第一个记录为基准得到的一次划分结果为()。
A. (38,40,46,56,79,84) B. (40,38,46,79,56,84)C. (40,38,46,56,79,84) D. (40,38,46,84,56,79)6.下列排序算法中,在待排序数据已有序时,花费时间反而最多的是()排序。
A.冒泡 B. 希尔C. 快速D. 堆7.就平均性能而言,目前最好的内排序方法是() 排序法。
A. 冒泡B.希尔插入C.交换D.快速8.下列排序算法中,占用辅助空间最多的是:()A. 归并排序B.快速排序C.希尔排序D.堆排序9.若用冒泡排序方法对序列 {10,14,26,29,41,52}从大到小排序,需进行()次比较。
计算机专业数据结构第九章测试
数据结构测试(长春理工大学精品课)第9章排序一、选择题1.某内排序方法的稳定性是指( )。
查看答案A.该排序算法不允许有相同的关键字记录B.该排序算法允许有相同的关键字记录C.平均时间为0(n log n)的排序方法D.以上都不对正确答案是D解释:稳定的排序方法指的是若有相同关键字的记录,待排序时在前面的记录排序后仍然排在前面的排序方法。
收起2.下面给出的四种排序法中( )排序法是不稳定性排序法。
查看答案A. 插入B. 冒泡C. 二路归并D. 堆正确答案是D解释:堆排序是不稳定的,交换时有可能把后面的排在前面。
收起3.下面给出的四种排序方法中,排序过程中的比较次数与排序方法无关的是。
( )查看答案A.选择排序法 B. 插入排序法 C. 快速排序法 D. 堆排序法正确答案是A解释:简单选择排序是在待排记录中找到最小的和第一个相交换,再在除了第一个排完的以外找个最小的和第二个相交换,依此类推,n个记录的待排序列需要比较(n-1)+(n-2)+......+0=(n-1)*n/2收起4. 对序列{15,9,7,8,20,-1,4,} 用希尔排序方法排序,经一趟后序列变为{15,-l,4,8,20,9,7}则该次采用的增量是查看答案( )A. lB. 4C. 3D. 2正确答案是B 收起5.下列四个序列中,哪一个是堆()。
查看答案A. 75,65,30,15,25,45,20,10B. 75,65,45,10,30,25,20,15C. 75,45,65,30,15,25,20,10D. 75,45,65,10,25,30,20,15正确答案是C解释:这是一个大根堆,每个结点都比左右孩子小。
收起6.对一组数据(84,47,25,15,21)排序,数据的排列次序在排序的过程中的变化为(1)84 47 25 15 21 (2)15 47 25 84 21 (3)15 21 25 84 47(4)15 21 25 47 84则采用的排序是( )。
第九章流水作业的排序问题精品文档
9.2 流水作业排序问题
一、最长流程时间Fmax的计算
工件 Si在机器MK 上的完工时间为CKSi • 工件 Si在机器MK 上的加工时间为PSiK
• C1Si= C1Si-1+PSi1 • CKSi=max{ C(k-1)Si, CkSi-1 }+PSik
举例:有一个6/4/p/ Fmax问题,其加工时间如下 表所示。当按顺序S=(6,1,5,2,4,3) 加工时,求Fmax。
• (1,2,3,4)或(2,1,3,4)
i12 Pi1 11 2 3 Pi2 89 4 13 Pi3 413 518
Fmax=28
3
4
69
312
215
924
8 26 2 28
i21 Pi1 22 13 Pi2 46 814 Pi3 511 418
3
4
69
312
216
925
8 26 2 28
Fmax=28 加工顺序(1,2,3,4)或(2,1,3,4)
3
4
69
312
215
924
8 26 2 28
举例
J1
J2
J3
J4
J5
J6
机器1 pi1
5
5
4
1
2 10
机器2 pi2
5
5
5
3
6 10
机器3
4
机器4 pi4
2
8
2
1
5
6
机器5 pi5
5
2
1
2
8 10
总和
25 23 15 11 28 40
具体过程
(1)找出关键工件:工作负荷最大的40,对应的是工 件 6, Jc=J6
插入排序的使用场景
插入排序的使用场景在日常生活中,我们经常遇到需要对一组数据进行排序的情况。
插入排序是一种简单有效的排序算法,它可以在数据量较小或者数据基本有序的情况下,快速地完成排序。
下面,我将为大家分享一些插入排序的使用场景。
1. 整理桌面当我们在办公室或者学习时,桌面上的文件、文件夹、笔记等可能会凌乱不堪。
此时,我们可以运用插入排序的思想,将桌面上的物品按照一定的顺序进行整理。
我们可以先将一份文件放在最左边,然后依次将其他的文件按照字母顺序插入到已经排好序的文件中,最终整理出一个有序的桌面。
2. 音乐播放列表当我们在听歌时,可能会有很多歌曲需要添加到播放列表中。
为了更好地组织音乐,我们可以使用插入排序的思想。
我们可以先选择一首自己喜欢的歌曲,然后按照歌曲的发行时间或者歌手的字母顺序依次将其他的歌曲插入到已经排好序的播放列表中,最终得到一个按照自己喜好或其他条件有序的播放列表。
3. 旅行行程规划当我们要规划一次旅行时,通常会有很多景点、餐厅、酒店等需要安排。
为了使旅行过程更加顺利,我们可以使用插入排序的思想来安排行程。
我们可以先选择一个我们最想去的景点或者餐厅,然后按照距离或者评分等条件依次将其他的景点或者餐厅插入到已经排好序的行程中,最终得到一个合理有序的旅行行程。
4. 图书馆书架整理在图书馆中,书架上的书籍可能会因为读者借阅后放错位置或者其他原因而乱序。
为了方便读者查找和借阅书籍,图书馆可以使用插入排序的思想来整理书架。
工作人员可以先选择一本书放在最左边,然后依次将其他的书籍按照分类或者字母顺序插入到已经排好序的书架中,最终使得书架上的书籍有序排列。
总结:插入排序不仅可以用于算法领域,也可以应用于日常生活中的各种场景。
通过运用插入排序的思想,我们可以更好地组织和管理各种数据,提高工作和生活的效率。
希望以上的使用场景能够给大家带来一些启发和帮助。
数据结构第9章 排序
数据结构第9章排序数据结构第9章排序第9章排名本章主要内容:1、插入类排序算法2、交换类排序算法3、选择类排序算法4、归并类排序算法5、基数类排序算法本章重点难点1、希尔排序2、快速排序3、堆排序4.合并排序9.1基本概念1.关键字可以标识数据元素的数据项。
如果一个数据项可以唯一地标识一个数据元素,那么它被称为主关键字;否则,它被称为次要关键字。
2.排序是把一组无序地数据元素按照关键字值递增(或递减)地重新排列。
如果排序依据的是主关键字,排序的结果将是唯一的。
3.排序算法的稳定性如果要排序的记录序列中多个数据元素的关键字值相同,且排序后这些数据元素的相对顺序保持不变,则称排序算法稳定,否则称为不稳定。
4.内部排序与外部排序根据在排序过程中待排序的所有数据元素是否全部被放置在内存中,可将排序方法分为内部排序和外部排序两大类。
内部排序是指在排序的整个过程中,待排序的所有数据元素全部被放置在内存中;外部排序是指由于待排序的数据元素个数太多,不能同时放置在内存,而需要将一部分数据元素放在内存中,另一部分放在外围设备上。
整个排序过程需要在内存和外存之间进行多次数据交换才能得到排序结果。
本章仅讨论常用的内部排序方法。
5.排序的基本方法内部排序主要有5种方法:插入、交换、选择、归并和基数。
6.排序算法的效率评估排序算法的效率主要有两点:第一,在一定数据量的情况下,算法执行所消耗的平均时间。
对于排序操作,时间主要用于关键字之间的比较和数据元素的移动。
因此,我们可以认为一个有效的排序算法应该是尽可能少的比较和数据元素移动;第二个是执行算法所需的辅助存储空间。
辅助存储空间是指在一定数据量的情况下,除了要排序的数据元素所占用的存储空间外,执行算法所需的存储空间。
理想的空间效率是,算法执行期间所需的辅助空间与要排序的数据量无关。
7.待排序记录序列的存储结构待排序记录序列可以用顺序存储结构和和链式存储结构表示。
在本章的讨论中(除基数排序外),我们将待排序的记录序列用顺序存储结构表示,即用一维数组实现。
第九章习题
第九章习题9.1以关键码序列(503,087,512,061,908,170,897,275,653,426)为例,手工执行以下排序算法,写出每一趟排序结束时的关键码状态:(1)直接插入排序;(2)希尔排序(增量d[1]=5);(3)快速排序;(4)堆排序;(5)归并排序;(6)基数排序。
9.2 一组关键字码,40,27,28,12,15,50,7,采用快速排序或堆排序,写出每趟排序结果。
9.3不难看出,对长度为n的记录序列进行快速排序时,所需进行的比较次数依赖于这n个元素的初始排列。
n=7时在最好情况下需进行多少次比较?请说明理由。
对n=7给出一个最好情况的初始排列实例。
9.4 假设序列由n个关键字不同的记录构成,要求不经排序而从中选出关键字从大到小顺序的前k(k<n)个记录。
试问如何进行才能使所作的关键字间比较次数达到最小?9.5插入排序中找插入位置的操作可以通过二分查找的方法来实现。
试据此写一个改进后的插入排序算法。
9.6编写一个双向起泡的排序算法,即相邻两遍向相反方向起泡。
9.7 编写算法,对n个关键字取整数值的记录序列进行整理,以使所有关键字为负值的记录排在关键字为非负值的记录之前,要求:采取顺序存储结构,至多使用一个记录的辅助存储空间;算法的时间复杂度O(n);讨论算法中记录的最大移动次数。
9.8试以单链表为存储结构实现简单选择排序的算法9.9假设含n个记录的序列中,其所有关键字为值介于v和w 之间的整数,且其中很多关键字的值是相同的。
则可按如下方法排序:另设数组number[v...w]且令number[i]为统计关键字取整数I 的记录数,之后按number 重排序列以达到有序,编写算法实现上述排序方法,并讨论此方法的优缺点。
9.10 已知两个有序序列(a1, a2 ,..., a m)和(a m+1 , a m+2 ,..., a n),并且其中一个序列的记录个数少于s,且s=?√n?. 试写一个算法,用O(n)时间和O(1)附加空间完成这两个有序序列的归并。
北京师范大学数据结构教学资料第九章排序
第九章排序(基础知识)8.1 【答案】以关键字序列(265,301,751,129,937,863,742,694,076,438)为例,分别写出执行以下排序算法的各趟排序结束时,关键字序列的状态。
(1) 直接插入排序(2)希尔排序(3)冒泡排序(4)快速排序(5) 直接选择排序(6) 堆排序(7) 归并排序(8)基数排序上述方法中,哪些是稳定的排序?哪些是非稳定的排序?对不稳定的排序试举出一个不稳定的实例。
8.2 【答案】上题的排序方法中,哪些易于在链表(包括各种单、双、循环链表)上实现?8.3 【答案】当R[low..high]中的关键字均相同时,Partion返回值是什么?此时快速排序的的运行时间是多少?能否修改Partion,使得划分结果是平衡的(即划分后左右区间的长度大致相等)?8.4 【答案】若文件初态是反序的,则直接插入,直接选择和冒泡排序哪一个更好?8.5 【答案】若文件初态是反序的,且要求输入稳定,则在直接插入、直接选择、冒泡和快速排序中就选选哪种方法为宜?6. 用快速排序算法,对下列数组排序60 56 65 99 22 16 88 100a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7]取a[0]为支点(pivot),列出第一轮升序排序后的元素顺序。
8.6 【答案】有序数组是堆吗?8.7 【答案】高度为h的堆中,最多有多少个元素?最少有多少个元素?在大根堆中,关键字最小的元素可能存放在堆的哪些地方?8.8 【答案】判别下列序列是否为堆(小根堆或大根堆),若不是,则将其调整为堆:(1) (100,86,73,35,39,42,57,66,21);(2) (12,70,33,65,24,56,48,92,86,33);(3) (103,97,56,38,66,23,42,12,30,52,06,20);(4) (05,56,20,23,40,38,29,61,35,76,28,100).8.9 【答案】将两个长度为n的有序表归并为一个长度为2n的有序表,最小需要比较n次,最多需要比较2n-1次,请说明这两种情况发生时,两个被归并的表有何特征?7. 将序列101 45 21 532 22 5 232 14 存放在一静态链表中(见下图),并对其按照链式基数排序法进行升序排序。
第九章排序练习题及答案
置上。
A 归并排序
B 插入排序
C 快速排序
D 选择排序
17.将上万个一组无序并且互不相等的正整数序列,存放于顺序存储结构中,采用( )
方法能够最快地找出其中最大的正整数。
A 快速排序
B 插入排序
C 选择排序
D 归并排序
18 一般情况下,以下四种排序方法中,平均查找长度最小的是
()
A 归并排序
B 快速排序
1a直接插入排序序号101112关键字834063138435965739796115408363138435965739796115406383138435965739796115134063838435965739796115134063838435965739796115133540638384965739796115133540638384965739796115133540576383849639796115133539405763838496796115101335394057637983849661151113353940576163798384961512131535394057616379838496直接选择排序序号101112关键字8340631384359657397961151340638384359657397961151315638384359657397961401315358384639657397961401315353984639657837961401315353940639657837961841315353940579663837961841315353940576163837996841315353940576163837996841315353940576163798396841013153539405761637983968411131535394057616379838496快速排序关键字834063138435965739796115第一趟排序后154063136135795739839684第二趟排序后131563406135795739838496第三趟排序后131539406135576379838496第四趟排序后131535396140576379838496第五趟排序后131535395740616379838496第六趟排序后131535394057616379838496第七趟排序后131535394057616379838496堆排序关键字
第9章排序(下)-数据结构简明教程(第2版)-微课版-李春葆-清华大学出版社
外
排
5(-∞)
17
5
10
序
F0
F1
F2
F3 29 F4 15
每个叶子结点对应一个归并段,段号为0~4。 初始时每个分支结点(含冠军结点)取值“5(- ∞)”,5表示段 号(此时为虚拟段号),- ∞表示最小关键字。例如,某结点取值 为“4(15)”,表示结点值来自4号段的关键字15对应的记录。
15(5-)∞) 冠军(最小者)
9.7
1. k路平衡归并的效率分析
k=2时,采用平衡归并时,如果初始归并段有m个,那么这样的归
并树就有log2m+1层。
外 排
要对数据进行log2m趟扫描。
序
说明:如果所有初始归并段的长度(初始归并段中的记录个
数)相等或大致相等,可采用k路平衡归并。
9.7
例如:二路平衡归并 初始序列:(5,4,1,6,8,3,2,7)
9.7
若有m个初始归并段,共u个记录 归并趟数=logkm k越大,WPL越少,则读写记录的次数越少。
外
排
在内存空间允许的情况下,k越大越好!
序
9.7
k路平衡归并的关键字比较时间分析:
若在归并中采用简单选择方法,每次在k个记录中选择最 小者,需要关键字比较k-1次。
每 趟 归 并 u 个 记 录 需 要 做 (u-1)*(k-1) 次 比 较 , s= logkm)趟归并总共需要的关键字比较次数为:
某种内排序方法
外
排
文件Fin.dat
容量为750个记录
序
(含4500个记录)
产生6个长度为 750个记录的有序 文件F1~F6。
第一阶段
第二阶段:归并过程
第9章_排序
比较次数的最大值 (n i) n(n 1) / 2 O(n2 ) i 1
n1
移动次数的最大值 3(n i) 3n(n 1) / 2 O(n2 ) i 1
冒泡排序方法是稳定的。
9.3.2 快速排序
快速排序的基本思想
快速排序方法是一种所需比较次数较少、在 内部排序中速度比较快的排序方法。
其思想是在待排序的记录序列中任取某个记 录(作为基准)的值作为控制值,采用某种 方法把这个记录放到适当的位置,使得这个 位置的左边的所有记录的值都小于或等于这 个控制值,而这个位置的右边的所有记录的 值都大于或等于这个控制值。
例9.4 (a) 一趟快速排序示例(一次划分过程)
49 38 65 97 76 13 27 49’
排序 所谓排序(Sort),就是要整理文件中的 记录,使它们按关键字递增(或递减)次序重新排 列。排序的确切定义为: 假设文件中有n个记录R1,R2,…Rn,其相应的 关键字分别为K1,K2,…Kn。所谓排序,是需要将 这Ki1n≤个Ki记2≤录…重≤K新in(排或列Ki为1 ≥RKi1i2,R≥i…2,…≥RKiinn,)使。得
例9.1 直接插入排序举例
[初始关键字]
i=2 (38) i=3 (65) i=4 (97) i=5 (76) i=6 (13) i=7 (27) i=8 (49)
监视哨R[0]
[49] 38 65 97 76 13 27 49
[38 49] 65 97 76 13 27 49 [38 49 65] 97 76 13 27 49 [38 49 65 97] 76 13 27 49 [38 49 65 76 97] 13 27 49 [13 38 49 65 76 97] 27 49 [13 27 38 49 65 76 97] 49 [13 27 38 49 49 65 76 97]
数据结构课程教案
数据结构课程教案一、课程简介1. 课程背景数据结构是计算机科学与技术的基石,广泛应用于各类软件开发和算法设计中。
本课程旨在培养学生掌握基本数据结构及其算法,提高解决问题的能力。
2. 课程目标了解数据结构的基本概念、原理和常用算法。
培养学生使用数据结构解决实际问题的能力。
熟悉常用的数据结构(如数组、链表、栈、队列、树、图等)及其应用场景。
3. 教学方法采用讲授、案例分析、实验和实践相结合的方式进行教学。
通过课堂讲解、小组讨论、编程练习等环节,使学生掌握数据结构的知识和技能。
二、教学内容1. 第四章:线性表4.1 线性表的概念及其基本操作4.2 顺序存储结构及其实现4.3 链式存储结构及其实现4.4 线性表的应用实例2. 第五章:栈和队列5.1 栈的概念及其基本操作5.2 顺序栈及其实现5.3 链栈及其实现5.4 队列的概念及其基本操作5.5 顺序队列及其实现5.6 链队列及其实现5.7 栈和队列的应用实例3. 第六章:串6.1 串的概念及其基本操作6.2 串的顺序存储结构及其实现6.3 串的链式存储结构及其实现6.4 串的应用实例4. 第七章:数组和广义表7.1 数组的概念及其基本操作7.2 multidimensional 数组及其实现7.3 广义表的概念及其基本操作7.4 广义表的实现及其应用实例5. 第八章:树和图8.1 树的概念及其基本操作8.2 二叉树及其实现8.3 树的遍历及其应用实例8.4 图的概念及其基本操作8.5 邻接表及其实现8.6 邻接矩阵及其实现8.7 图的遍历及其应用实例三、教学安排1. 第四章:线性表理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时2. 第五章:栈和队列理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时3. 第六章:串理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时4. 第七章:数组和广义表理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时5. 第八章:树和图理论讲解:2课时编程练习:2课时小组讨论:1课时四、教学评价1. 平时成绩:30%课堂表现:10%小组讨论:10%课后作业:10%2. 考试成绩:70%期末考试:50%实验报告:20%五、教学资源1. 教材:《数据结构(C语言版)》2. 辅助资料:PPT课件、编程实例、实验指导书等3. 编程环境:Visual Studio、Code::Blocks等4. 在线资源:相关教程、视频讲座、在线编程练习等六、第九章:排序算法1. 9.1 排序概述了解排序的定义和目的掌握排序算法的分类2. 9.2 插入排序插入排序的基本思想实现插入排序的算法步骤插入排序的时间复杂度分析3. 9.3 冒泡排序冒泡排序的基本思想实现冒泡排序的算法步骤冒泡排序的时间复杂度分析4. 9.4 选择排序选择排序的基本思想实现选择排序的算法步骤选择排序的时间复杂度分析5. 9.5 快速排序快速排序的基本思想实现快速排序的算法步骤快速排序的时间复杂度分析6. 9.6 其他排序算法希尔排序堆排序归并排序7. 9.7 排序算法的应用实例对数组进行排序在文件管理中对文件进行排序六、教学安排1. 理论讲解:2课时2. 编程练习:2课时3. 小组讨论:1课时七、第十章:查找算法1. 10.1 查找概述查找的定义和目的掌握查找算法的分类2. 10.2 顺序查找顺序查找的基本思想实现顺序查找的算法步骤顺序查找的时间复杂度分析3. 10.3 二分查找二分查找的基本思想实现二分查找的算法步骤二分查找的时间复杂度分析4. 10.4 哈希查找哈希查找的基本思想了解哈希函数的设计与实现实现哈希查找的算法步骤5. 10.5 其他查找算法树表查找图查找6. 10.6 查找算法的应用实例在数据库中查找特定记录在字符串中查找特定子串七、教学安排1. 理论讲解:2课时2. 编程练习:2课时3. 小组讨论:1课时八、第十一章:算法设计与分析1. 11.1 算法设计概述算法设计的目的是什么掌握算法设计的方法2. 11.2 贪心算法贪心算法的基本思想贪心算法的应用实例3. 11.3 分治算法分治算法的基本思想分治算法的应用实例4. 11.4 动态规划算法动态规划算法的基本思想动态规划算法的应用实例5. 11.5 回溯算法回溯算法的基本思想回溯算法的应用实例6. 11.6 算法分析的方法渐进估计法比较分析法1. 理论讲解:2课时2. 编程练习:2课时3. 小组讨论:1课时九、第十二章:实践项目1. 12.1 实践项目概述实践项目的要求和目标掌握实践项目的设计与实现2. 12.2 实践项目案例分析分析实践项目的需求设计实践项目的数据结构实现实践项目的算法3. 12.3 实践项目汇报与讨论学生汇报实践项目成果小组讨论实践项目中的问题和解决方案4. 12.4 实践项目的评价与反馈教师对实践项目进行评价学生根据反馈进行改进九、教学安排1. 实践项目指导:2课时2. 实践项目汇报与讨论:2课时3. 实践项目评价与反馈:1课时1. 教材:《数据结构(C语言版)》2. 辅助资料:PPT课件、编程实例、实验指导书等3. 编程环境:Visual Studio、Code::Blocks等4. 在线重点解析1. 基本数据结构的概念、原理和常用算法。
第9章排序(上)-数据结构简明教程(第2版)-微课版-李春葆-清华大学出版社
9.1
1. 什么是排序
所谓排序,是要整理表中的记录,使之按关键字递增(递减)
排 有序排列。其确切定义如下:
序 的 基
输 入 : n 个 记 录 , R0,R1,…,Rn-1, 其 相 应 的 关 键 字 分 别 为 k0,k1,…,kn-1。
序
} while (j>=0 && R[j].key>tmp.key);
R[j+1]=tmp;
//在j+1处插入R[i]
} } }
直接插入排序算法分析:
9.2
最好的情况(关键字在记录序列中顺序有序):
“比较”的次数:
n1
1 n 1
i 1
“移动”的次数: 0
插 最坏的情况(关键字在记录序列中逆序有序):
……
R[n-1]
入
排
一趟排序
序
R[0] ……
R[i-1] R[i] R[i+1] …… R[n-1]
有序区
无序区
初始时,有序区只有一个元素R[0] i=1~n-1,共经过n-1趟排序
【例9.1】 已知有10个待排序的记录,它们的关键字序列为
(75,87,68,92,88,61,77,96, 80,72),给出用直接插入排序法进 行排序的过程。
最终结果 61 68 72 75 77 80 87 88 92 96
i=1的行表示i=1这一趟的排序结果
以i=6即插入77为例说明一趟的过程:
i=5的排序结果:
有序区
0
[课件]数据结构 第九章 查找
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: 4 48 55 27 49 38 65 97 76
第十章 排序
排序定义——将一个数据元素(或记录)的任意 序列,重新排列成一个按关键字有序的序列叫~ 排序分类
按待排序记录所在位置
内部排序:待排序记录存放在内存 外部排序:排序过程中需对外存进行访问的排序
按排序依据原则
插入排序:直接插入排序,折半插入排序,希尔排序 交换排序:冒泡排序,快速排序 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
4 一趟排序:13 27 48 38 27 49 55 65 97 76 55 4 38 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,n更小,而T(n)=O(n),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
2 ( n + 4 )( n 1 ) ( i + 1) = 2
数据结构第九章 排序题库(40道)
数据结构第九章排序1、内排序方法中,从未排序序列中依次取出元素与已排序序列中的元素进行比较,将其放入已排序序列的正确位置上的方法,称为( )。
——[单选题]A 希尔排序B 冒泡排序C 直接插入排序D 简单选择排序正确答案:C2、对有n个记录的表进行直接插入排序,在最坏情况下需进行( )次关键字比较。
——[单选题]A n-1B n+1C n/2D n(n-1)/2正确答案:D3、在下列算法中,( )算法可能出现下列情况:在最后一趟开始之前,所有的元素都不在其最终的位置上。
——[单选题]A 堆排序B 冒泡排序C 直接插入排序D 快速排序正确答案:C4、对数据序列{15,9,7,8,20,-1,4}进行排序,进行一趟后数据的排序变为{9,15,7,8,20,-1,4},则采用的是( )算法。
——[单选题]A 简单选择排序B 冒泡排序C 直接插入排序D 堆排序正确答案:C5、数据序列{5,4,15,10,3,1,9,6,2}是某排序方法第一趟后的结果,该排序算法可能是( )。
——[单选题]A 冒泡排序B 二路归并排序C 堆排序D 简单选择排序正确答案:B6、从未排序序列中挑选元素,并将其依次插入已排序序列的一端的方法,称为( )。
——[单选题]A 希尔排序B 归并排序C 直接插入排序D 简单选择排序正确答案:D7、在以下排序方法中,关键字比较的次数与元素的初始排列次序无关的是( )。
——[单选题]A 希尔排序B 冒泡排序C 插入排序D 简单选择排序正确答案:D8、对n个不同的关键字进行递增冒泡排序,在下列哪种情况下比较的次数最多( )。
——[单选题]A 元素无序B 元素递增有序C 元素递减有序D 都一样正确答案:C9、对数据序列(8,9,10,4,5,6,20,1,2)进行递增排序,采用每趟冒出一个最小元素的冒泡排序算法,需要进行的趟数至少是( )。
——[单选题]A 3B 4C 5D 8正确答案:C10、为实现快速排序法,待排序序列最好采用的存储方式是( )。
ds200909_排序
6
各 趟 排 序 结 果 i=1
21 0
25 1
49 2
25* 3
16
4
08 5
21 0
25 1
49 2
25* 3
16 4
08 5
25 temp
i=2
21
25
49
25*
16
49 08
0
1
2014-3-19
2
3
4
5
7
temp
北京化工大学信息学院 数据结构
i=3
21 0
25 1
49 2
25* 3
16
i=2
Gap = 2
0
21
16
08
25*
25
49
21
16
08
25*
25
49
08
16
2014-3-19
21
25*
25
20
49
北京化工大学信息学院 数据结构
08
16
1
21 2
25* 3
25 4
49 5
i=3
Gap = 1
0
08
16
21
25*
25
49
开始时 gap 的值较大, 子序列中的对象较少, 排序 速度较快; 随着排序进展, gap 值逐渐变小, 子序 列中对象个数逐渐变多, 由于前面工作的基础, 大 多数对象已基本有序, 所以排序速度仍然很快。
2014-3-19
北京化工大学信顺序搜索查找快, 所以折半插入排序就 平均性能来说比直接插入排序要快。 它所需的排序码比较次数与待排序对象序列的初 始排列无关, 仅依赖于对象个数。在插入第 i 个对 象时, 需要经过 log2i +1 次排序码比较, 才能确 定它应插入的位置。因此, 将 n 个对象(为推导方 便, 设为 n=2k )用折半插入排序所进行的排序码比 较次数为:
插入排序的原理
插入排序的原理插入排序是一种简单直观的排序算法,它的原理是将待排序的数据分为已排序和未排序两部分,每次从未排序部分取出一个元素,将其插入到已排序部分的适当位置,直到所有元素都被插入完毕。
插入排序的实现思路可以用以下几个步骤概括:1. 首先,将第一个元素视为已排序部分,将剩余的元素视为未排序部分。
2. 从未排序部分选择一个元素,将其插入到已排序部分的适当位置。
具体的插入方法是,将该元素依次与已排序部分的元素进行比较,找到合适的位置插入。
3. 重复以上步骤,直到所有元素都被插入到已排序部分。
插入排序的过程可以用一个简单的例子来说明。
假设有一个待排序数组[8, 3, 5, 4, 6],我们使用插入排序对其进行排序。
将第一个元素8视为已排序部分,剩下的元素[3, 5, 4, 6]视为未排序部分。
然后,从未排序部分选择第一个元素3,将其插入到合适的位置。
由于3小于8,所以3插入到8之前,得到已排序部分[3, 8],未排序部分变为[5, 4, 6]。
接下来,选择未排序部分的第一个元素5,将其插入到已排序部分的适当位置。
由于5大于3且小于8,所以5插入到3和8之间,得到已排序部分[3, 5, 8],未排序部分变为[4, 6]。
然后,选择未排序部分的第一个元素4,将其插入到已排序部分的适当位置。
由于4小于3,所以4插入到3之前,得到已排序部分[3, 4, 5, 8],未排序部分变为[6]。
选择未排序部分的最后一个元素6,将其插入到已排序部分的适当位置。
由于6大于5且小于8,所以6插入到5和8之间,得到最终的排序结果[3, 4, 5, 6, 8]。
可以看出,通过不断地将未排序部分的元素插入到已排序部分,最终得到了一个有序的数组。
插入排序的时间复杂度为O(n^2),其中n为待排序数组的长度。
在最坏的情况下,即待排序数组是倒序排列时,插入排序的时间复杂度达到最高。
但在实际应用中,插入排序的性能通常较好,特别是对于小规模的数组排序。
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3 二分插入排序算法
• 二分插入排序是将一个记录插入到排好序的有序序列 中时,通过采用二分查找的方法在有序序列中查找待 排序记录的位置的排序方法。
谢谢学习
主讲教师:赵宁
i2
2(n-1)
• 最坏的情况(关键字在记录序列中逆序有序): “比较”的次数: “移动”的次数:
n
i
(n
2)(n
1)
i2
2
n (i 1) (n 4)(n 1)
i2
2
3 直接插入排序——算法性能分析
其他性能
• 直接插入排序在排序过程中只用了一个辅助单元a[0],因此 其空间复杂度是O(1),为就地排序。
52
51
49*
i=2
49
12
34
49
28
31
52
51
49*
i=3
28
12
28
34
49
31
52
51
49*
i=4
31
12
28
31
34
49
52
51
49*
i=5
52
12
28
31
34
49
52
51
49*
i=6
51
12
28
31
34
49
51
52
49*
i=7
49*
12
28
31
34
49
49*
51
52
i=8
2 直接插入排序
/*n-1趟插入*/
a[0]=a[i];
/*临时存放插入记录于a[0],a[0]为监视哨*/
j=i-1;
/*查找的起始位置*/
while(a[0]<a[j]) {
/*确定插入位置,边后移边查找*/
a[j+1]=a[j]; j--;
}
a[j+1]=a[0];
/*插入记录*/
}
}
2 直接插入排int a[],int n) /*直接插入排序算法1 */
{
int i,j,k;
for(i=2;i<=n;i++) {
/*n-1趟插入操作*/
a[0]=a[i];
/*a[0]为监视哨,临时存放插入记录*/
j=i-1;
/*查找的起始位置*/
while(a[0]<a[j]) j--; /*确定插入位置*/
时间性能
• 对n个记录进行直接插入排序,需要进行n-1趟。每趟中的主 要操作是比较关键字和移动记录,而比较关键字和移动记录 的次数取决于待排序记录序列的初始状态
2 直接插入排序——算法性能分析
时间性能
• 最好的情况(关键字在记录序列中顺序有序): “比较”的次数: “移动”的次数:
•
n 1 n 1
《数据结构》 课程
插入排序
主讲教师:赵宁
目录 CONTENTS
1 基本思想 2 直接插入排序 3 二分插入排序
1 基本思想
插入排序
先将第一个记录作为有序序列,然后将后面 的n-1个待排序的记录依次按其大小插入到有序序 列中的适当位置,直到全部记录插入完成为止。
根据确定插入位置的方法不同分为直接插入 排序和二分插入排序
2 直接插入排序
基本思想
依次将一个待排序的记录插入到排好序的有 序序列中,插入位置是通过从有序序列的最后一 个记录开始由后向前依次进行比较得到的,也就 是通过顺序查找来确定插入位置。
2 直接插入排序——示例
0
1
2
3
4
5
6
7
8
34
12
49
28
31
52
51
49*
初始关键字序列
12
12
34
49
28
31
for(k=i-1;k>=j+1;k--) a[k+1]=a[k]; /*记录后移,空出插入位置*/
a[j+1]=a[0];
/*插入记录*/
}
}
2 直接插入排序
算法9-2
void InsertSort(int a[],int n) { /*直接插入排序算法2*/
int i,j;
for(i=2;i<=n;i++) {