算法实验报告二

算法设计与分析实验学院：信息工程专业：计算机科学与技术算法实验报告二排序问题求解一、实验目的：1）以排序（分类）问题为例，掌握分治法的基本设计策略。

2）熟练掌握一般插入排序算法的实现；3）熟练掌握快速排序算法的实现；4) 理解常见的算法经验分析方法；二、实验要求：1.生成实验数据.要求：编写一个函数datagenetare，生成2000个在区间[1,10000]上的随机整数，并将这些数输出到外部文件data.txt中。

这些数作为后面算法的实验数据。

2.实现直接插入排序算法.3.实现快速排序算法.三、实验主要步骤：#include<stdlib.h>#include<stdio.h>#include<time.h>#include<math.h>#define RAND_MAX 10000#define Max 1000int I_Change_count = 0; //插入排序比较计数器int I_Move_count = 0; //插入排序移动计数器int S_Change_count =0; //选择排序比较计数器int S_Move_count = 0; //选择排序移动计数器int Q_Change_count = 0; //快速排序比较计数器int Q_Move_count = 0; //快速排序移动计数器void main(){long num;long Array[Max],Brray[Max],Crray[Max];//分别用来保存随机数作为两个排序的对象int A_Length;int Low = 0;int High;time_t t;void InsertSort(long Array[],int A_Length);//void SelectSort(long Brray[],int A_Length);void QuickSort(long Crray[],int Low,int High);srand((unsigned) time(&t));/*用时间初始化随机函数*/int T,i;printf("输入你想要比较的数的个数，本算法是按照2的次方来计算的:");scanf("%d",&T);A_Length = (int)pow(2.,T);if(A_Length > 1000){exit(0); //如果比较次数大于100000，退出程序}High = A_Length - 1;printf("比较的个数为：%d\n",A_Length);printf("=======================原序列=========================\n");for(i=0;i<A_Length;i++){Array[i]=rand()%1000000;//产生1000000内的第一个随机数Brray[i]=Array[i];Crray[i]=Array[i];printf("%ld\t",Array[i]);}printf("\n\n");printf("=======================插入排序后的序列=========================\n");InsertSort(Array,A_Length);for(i=0;i<A_Length;i++){printf("%ld\t",Array[i]);}printf("\n=======================插入排序的时间复杂度=========================");printf("\n插入排序：比较次数=%d,移动次数=%d,时间复杂度=%d\n\n",I_Change_count,I_Move_count,I_Change_count+I_Move_count);/*printf("=======================选择排序后的序列=========================\n");SelectSort(Brray,A_Length);for(int i=0;i<A_Length;i++){printf("%ld\t",Brray[i]);}printf("\n=======================选择排序的时间复杂度=========================");printf("\n选择排序：比较次数=%d,移动次数=%d,时间复杂度=%d\n\n",S_Change_count,S_Move_count,S_Change_count+S_Move_count);*/printf("=======================快速排序后的序列=========================\n");QuickSort(Crray,Low,High);for( i=0;i<A_Length;i++){printf("%ld\t",Crray[i]);}printf("\n=======================快速排序的时间复杂度=========================");printf("\n插入排序：比较次数=%d,移动次数=%d,时间复杂度=%d\n",Q_Change_count,Q_Move_count,Q_Change_count+Q_Move_count);}void InsertSort(long Array[],int A_Length){int i,j;long signal;for(i = 1;i < A_Length;i++) //依次插入Array[1]，…，Array[n-1]if(Array[i]<Array[i-1]||(I_Change_count++&&0))//比较失败时，比较计数器自加{I_Change_count ++; //比较成功时因为“||”后面的不执行所以比较计数器得自加signal = Array[i];j=i-1; //signal是哨兵，且是Array[i]的副本do{ //从右向左在有序区Array[1．．i-1]中查找Array[i]的插入位置I_Change_count ++; //比较成功时直接执行所以比较计数器放在此处Array[j+1]=Array[j];//将关键字大于Array[i]的记录后移I_Move_count ++;j--;}while(signal < Array[j]);//当signal≥Array[j]时终止I_Change_count ++;//比较失败时，循环跳出比较计数器自加一次Array[j+1]=signal; //Array[i]插入到正确的位置上}//endif}void SelectSort(long Brray[],int A_Length){int i,j,k;long signal;for(i=0;i<A_Length;i++){k = i;for(j=i+1;j<A_Length;j++){S_Change_count ++; //因为不管比较成不成功都要比较A_Length-j次//所以将比较计数器放在比较前if(Brray[j] < Brray[k])k = j;}if(k != i){signal = Brray[i];Brray[i] = Brray[k];Brray[k] = signal;S_Move_count ++; //每次交换当做移动一次，因为其他赋值都是为了完成算法而写的//我们认为两者的交换只要一次就实现}}}void QuickSort(long Crray[],int Low,int High){int C_Low = Low,C_High = High;long signal = Crray[Low];if(Low >= High) return ;while(C_Low != C_High){while(C_Low < C_High && Crray[C_High] >= signal)C_High --;Crray[C_Low] = Crray[C_High];while(C_Low < C_High && Crray[C_Low] <= signal)C_Low ++;Crray[C_High] = Crray[C_Low];Q_Change_count ++;}Crray[C_Low] = signal;Q_Move_count ++;QuickSort(Crray,Low,C_Low-1);QuickSort(Crray,C_Low+1,High);}四、实验结果：输入7共有128个数排序，运行结果如下五、心得体会：通过本次实验更加深刻的了解的快速排序和直接插入排序算法，通过编写程序实现排序，掌握分治法的基本策略，明白了算法时间复杂度的分析，同一个要求，使用不同的算法，所需时间和空间不同，因此根据不同的实验要求，编写合适的算法是非常重要的，有利于缩短运行时间。

通过本次实验，为后面学习各种复杂算法打下坚实的基础。