数据结构课程设计排序实验报告

《数据结构》课程设计报告

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课程设计：排序综合

一、任务描述

利用随机函数产生n个随机整数（20000以上），对这些数进行多种方法进行排序。（1）至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序）。并把排序后的结果保存在不同的文件中。

（2）统计每一种排序方法的性能（以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。

要求：根据以上任务说明，设计程序完成功能。

二、问题分析

1、功能分析

分析设计课题的要求，要求编程实现以下功能：

（1）随机生成N个整数，存放到线性表中；

（2）起泡排序并计算所需时间；

（3）简单选择排序并计算时间；

（4）希尔排序并计算时间；

（5）直接插入排序并计算所需时间；

（6）时间效率比较。

2、数据对象分析

存储数据的线性表应为顺序存储。

三、数据结构设计

使用顺序表实现，有关定义如下：

typedef int Status;

typedef int KeyType ; //设排序码为整型量

typedef int InfoType;

typedef struct { //定义被排序记录结构类型

KeyType key ; //排序码

I nfoType otherinfo; //其它数据项

} RedType ;

typedef struct {

RedType * r; //存储带排序记录的顺序表

//r[0]作哨兵或缓冲区

int length ; //顺序表的长度

} SqList ; //定义顺序表类型

四、功能设计

（一）主控菜单设计

为实现通各种排序的功能，首先设计一个含有多个菜单项的主控菜单程序，然后再为这些菜单项配上相应的功能。

程序运行后，给出5个菜单项的内容和输入提示，如下：

1.起泡排序

2.简单选择排序

3.希尔排序

4. 直接插入排序

0. 退出系统

（二）程序模块结构

由课题要求可将程序划分为以下几个模块（即实现程序功能所需的函数）：

●主控菜单项选择函数menu()

●创建排序表函数InitList_Sq()

●起泡排序函数Bubble_sort()

●简单选择排序函数SelectSort()

●希尔排序函数ShellSort();

●对顺序表L进行直接插入排序函数Insertsort()

（三）函数调用关系

程序的主要结构（函数调用关系）如下图所示。

其中main()是主函数，它负责调用各函数。进行调用菜单函数menu()，根据选择项0~4调用相应的函数。

main()函数使

for循环实现重复选择。其循环结构如下：

for (;;)

{

long start,end;

switch(menu())

{

case 1:

printf("* 起泡排序*\n");

start=clock();

Bubble_sort(L);

end=clock();

printf("%d ms\n",end-start);

fp=fopen("D: 起泡排序 .txt","w");

if(fp==NULL)//打开文件失败

{

printf("打开文件失败!\n");

exit(1);

}

for(i=1;i<=L.length;i++)

fprintf(fp,"%d ",L.r[i]);

fclose(fp);

break;

case 2:

printf("* 简单选择排序*\n");

start=clock();

SelectSort(L);

end=clock();

printf("%d ms\n",end-start);

fp=fopen("D:直接插入排序.txt","w");

if(fp==NULL)//打开文件失败

{

printf("简单选择排序!\n");

exit(1);

}

for(i=1;i<=L.length;i++)

fprintf(fp,"%d ",L.r[i]);

fclose(fp);

break;

case 3:

printf("* 希尔排序*\n");

start=clock();

ShellSort(L,an,14);

end=clock();

printf("%d ms\n",end-start);

fp=fopen("D:希尔排序 .txt","w");

if(fp==NULL)//打开文件失败

{

printf("打开文件失败!\n");

exit(1);

}

for(i=1;i<=L.length;i++)

fprintf(fp,"%d ",L.r[i]);

fclose(fp);

break;

case 4:

printf("* 直接插入排序*\n");

start=clock();

Insertsort(L);

end=clock();

printf("%d ms\n",end-start);

fp=fopen("D:直接插入排序.txt","w");

if(fp==NULL)//打开文件失败

{

printf("打开文件失败!\n");

exit(1);

}

for(i=1;i<=L.length;i++)

fprintf(fp,"%d ",L.r[i]);

fclose(fp);

break;

case 0:

printf("\t 退出！\n");

return ;

}

}

（四）文件结构

1、sort.h：单链表相关的定义与声明

2、sort.cpp：单链表运算的实现

3、menu.h：主菜单函数的声明

4、menu.cpp：主菜单函数的实现

5、mn.cpp：主函数

（五）各函数的算法设计

1、InitList_Sq()