链式简单选择排序 数据结构课程设计

课程设计题目链式简单选择排序学院计算机科学与技术专业计算机科学与技术班级姓名指导教师2012 年 6 月22 日武汉理工大学《数据结构》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：计算机科学系题目:链式简单选择排序初始条件：试写一个程序，以单链表作为存储结构，实现简单选择排序。

（1）待排序表的数据不得少于100项；其中的数据要用伪随机数产生程序产生；至少要用5组不同的输入数据作比较；比较的指标为有关键字参加的比较次数。

（2）在课程设计报告中应对你的算法进行时间复杂度分析；（3）自行设计测试用例。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）课程设计报告按学校规定格式用A4纸打印（书写），并应包含如下内容：1. 问题描述简述题目要解决的问题是什么。

2. 设计存储结构设计、主要算法设计（用类C/C++语言或用框图描述）、测试用例设计；3. 调试报告调试过程中遇到的问题是如何解决的；对设计和编码的讨论和分析。

4. 经验和体会（包括对算法改进的设想）5. 附源程序清单和运行结果。

源程序要加注释。

如果题目规定了测试数据，则运行结果要包含这些测试数据和运行输出。

说明：1. 设计报告、程序不得相互抄袭和拷贝；若有雷同，则所有雷同者成绩均为0分。

2. 凡拷贝往年任务书或课程设计充数者，成绩一律无效，以0分记。

时间安排：1、6月15日～6月21日完成。

2、6月22日上午和下午在实验中心检查程序、交课程设计报告、源程序（U盘）。

指导教师签名： 2012年6月14日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《数据结构》课程设计说明书目录1、课程设计问题描述及问题分析1.1 课程设计问题描述1.2 问题分析2、课程设计要求3、课程设计开发平台4、程序设计4.1 存储结构设计4.2 主要算法设计4.2.1 链表的尾插法创建及数据的伪随机产生4.2.2 待排序数据的矩阵输出4.2.3 链式简单选择排序方法4.3 主函数算法设计5、程序调试过程6、运行结果及说明6.1创建程序主界面及链表6.2 从小到大排序及从大到小排序6.3比较五组不同输入数据的排序7、时间复杂度分析8、经验与体会9、参考文献10、附：课程设计源程序1、课程设计问题描述及问题分析1.1 课程设计问题描述试写一个程序，以单链表作为存储结构，实现对待排序表中的数据的简单选择排序，并输出排序结果1.2 问题分析由本次课程设计的课题内容分析可得，解决问题的实际就是要建立一个单链表，将待排序的整型数据以结点的形式存储在建立的单链表中。

然后，依次对单链表中的结点数据进行简单选择排序，其中排序分为从大到小排序和从小到大排序两种方式，分别用这两种方法实现所要求的排序得到结果。

2、课程设计要求(1)以单链表作为存储结构，实现简单选择排序。

待排序的数据不得少于100项，其中的数据要用伪随机数产生程序产生；至少要用5组不同的输入数据进行比较；比较的指标为有关键字参加的比较次数。

（2）在课程设计报告中要对所设计的算法进行时间复杂度分析。

（3）设计完成后，自行设计测试用例，要有完整的调试过程和运行结果。

3、课程设计开发平台本课程设计需要采用支持标准C/C++的Visual C++编译器（6.0或更高版本），并采用最基础的Win32控制台程序。

4、程序设计本程序设计基本思想是:链式简单选择排序的是每一趟在n-i+1（i=1,2,...,n-1)个记录中选取关键字最大或最小的记录作为有序序列中第i个记录。

而本课程设计题目中要求以单链表为存储结构，待排序的数据由伪随机函数产生。

因此，首先需要创建一个单链表，将待排序数据存储在单链表中，然后用指针实现关键字的从大到小或者从小到大的排序。

4.1存储结构设计本课程设计要求使用线性表的链式存储结构来存储待排序的数据，而线性表的链式存储结构特点是用一组任意的可以是不连续的存储单元存储线性表的数据元素。

它包括两个域：存储数据元素信息的称为数据域，存储直接后继存储位置的域称为指针域。

单链表结构体的定义如下：typedef struct LNode{int key; //值域struct LNode *next; //指针域}Link;其中，值域key以整型存储了所要排序的关键字值，而指针域next以指针型存储了指向下一个结点的地址。

Link是定义的一个全局结构体变量，可以在下面的任何函数中调用。

4.2 主要算法设计本课程设计的程序中主要包括：创建链表函数Create_Link(Link *),打印链表函数Print_Link(Link *),以及核心部分简单选择排序从小到大排序函数SortFromMin(Link *)以及从大到小SortFromMax(Link *)。

4.2.1链表的尾插法创建及数据的伪随机产生在VC++中，有两个函数可以产生伪随机数，分别为rand（void）和srand（seed）。

rand()产生的随机整数是在0~RAND_MAX之间平均分布的，其用法是先调用srand 函数，如srand( (unsigned)time( NULL ) )。

这样可以使得每次产生的随机数序列不同。

如果计算伪随机序列的初始数值（称为种子）相同，则计算出来的伪随机序列就是完全相同的。

要解决这个问题，需要在每次产生随机序列前，先指定不同的种子，这样计算出来的随机序列就不会完全相同了。

以time函数值（即当前时间）作为种子数，因为两次调用rand函数的时间通常是不同的，这样就可以保证随机性了。

也可以使用srand函数来人为指定种子数。

Link *Creat_Link( ){int in,count=0,n; //数据输入保存变量和计数器变量srand((unsigned)time(NULL));cout<<"请输入要产生的表长:";cin>>n;LNode *head,*p,*s; //head=new Link; //给头结点分配存储控间p=head; //p初始指向头结点，用来控制输入的循环cout<<"产生的数据为：";while(count<n){in=rand()%1000; //随机产生数if(count%10==0) cout<<endl;cout<<in<<" "; //随机产生的数的矩阵输出s=new Link; //在内存中分配任意的链表结构体空间s->key=in;p->next=s;p=s;count++;}cout<<"\n";p->next=NULL;head=head->next;return (head);}4.2.2待排序数据的矩阵输出本课程设计要求的待排序数据是用随机函数rand( )产生，并且，数据输出采用矩阵的形式表现。

以矩阵的形式输出所随机产生的数据实现代码如下：void Print_Link(Link * head) //循环输出链表的所有值域的数据{while(head){cout<<head->key;cout<<" ";head=head->next;}cout<<"\n";}4.2.3链式简单选择排序方法链式简单选择排序方法主要包括：从小到大排序的SortFromMin(Link *)和从大到小排序的SortFromMax(Link *)。

两个函数都包含了关键字参加的比较次数，共同构成了本程序的主体部分，其基本实现思想是一样的。

即，从链表的首结点起依次往下检索，选择在指定结点之后所有结点中最小（最大）的那个结点删除并插入到此结点后，循环到最后一个结点为止。

函数实现代码如下：Link *SortFromMin(Link *head) //简单选择，从小到大排序{LNode *h,*p,*q,*r,*s;int c=compCount;h=p=(LNode *)malloc(sizeof(LNode));p->next=head;while(p->next!=NULL) //p 控制循环比较的次数{r=p;q=p->next;while(q->next!=NULL) //求r 指向最小值前面一个结点{if(q->next->key < r->next->key){ r=q;c++;}q=q->next;}if(r!=p) //如果从小到大序列，r==p,不必排列{s=r->next; // s指向p后面剩下的最小的结点r->next=s->next;s->next=p->next;p->next=s;}p=p->next;}cout<<"关键字比较次数: "<<c<<endl;head=h->next;delete h;return head;}Link *SortFromMax(Link *head) //简单选择方法，实现从大到小排序，其实现代码同理见附表实验代码。

4.3主函数算法设计本程序的主函数通过定义一个链表结构体指针head，用以指向链表头结点；设计一个循环输入变量in(int)，控制相关方法的调用来实现链表的建立及对数据的排序。

其中，变量in所指向调用的函数情况如下:While(1){If in=1,调用Create_Link(Link *)，重新创建一个链表,;If in=2,调用SortFromMin(Link *)，进行从小到大的排序，并打印结果; If in=3,调用SortFromMax(Link *)，进行从大到小的排序，并打印结果； If in=0，break;}5、程序调试过程在本课程设计的程序调试过程中，出现错误提示如下：（1）--------------------Configuration: 345- Win32 Debug--------------------Compiling...链式简单选择排序.cppD:\Microsoft Visual Studio\Common\MSDev98\Bin\345.cpp(19) : error C2065: 'printf' : undeclared identifierError executing cl.exe.原因分析：缺少预处理命令“#include <stdio.h>”，不能将头文件“studio”中的内容加入到程序中，因而无法识别“printf”指令，这也是C 语言与C++语言的不同之处。