数据结构实验八：快速排序

HUNAN UNIVERSITY课程实验报告题目：快速排序学生姓名学生学号专业班级指导老师李晓鸿完成日期 2 0 1 5年1月7日一、需求分析1．程序的功能由用户输入任务件数和任务时间，使用快速排序，输出使得所有任务等待时间最小的序列。

2.输入的形式本程序由用户输入任务总数以及每个任务所花时间，中间用空格或换行隔开，任务总数必须为正整数。

请输入任务总数：请输入各个任务所花时间：3.输出形式在对这些任务所花时间进行快速排序后，将这些数据从小到大输出任务时间。

任务所花时间的排序如下：4.测试数据1.请输入任务总数：9请输入各个任务所花时间：5 3 4 26 1 57 3任务所花时间从小到大的排序如下：1233455672.请输入任务总数：10请输入各个任务所花时间：6 5 1 2 3 5 4 8 6 1任务所花时间从小到大的排序如下：1 12345 56 6 83.请输入任务总数：6请输入各个任务所花时间：10 10 19 45 23 5任务所花时间从小到大的排序如下：5 10 10 19 23 454.请输入任务总数：8请输入各个任务所花时间：8 7 6 5 4 3 2 1任务所花时间从小到大的排序如下： 1 2 3 4 5 6 7 85.请输入任务总数：10请输入各个任务所花时间：2 4 6 8 1 0 12 14 26 15任务所花时间从小到大的排序如下：0 1 2 4 6 8 12 14 15 26二、概要设计1.抽象数据类型将每一个元素储存在一个有序并且有限的序列中，每一个元素都有一个自己的位置，也都有一个数据类型，所以使用线性表来储存各个任务所花的时间。

2.ADTADT alist{数据对象：定义线性表的最大储存元素maxsize;当前储存元素数listsize;数据关系：若listsize=0,则线性表没有元素，为空;基本操作：alist(int n)//构造函数~alist()//析构函数bool append(int a)//增加元素}3.算法的基本思想设要排序的线性表中元素是A[0]……A[N-1]，首先通过时间函数余作为关键数据piot，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，通过前后指针的移动，实现快速排序。

再将piot值左右两边的线性表进行快速排序，直到需要快速排序的线性表只有1个元素。

4.程序基本流程程序分为三个模块：输入模块：由用户读入任务总数n以及各个任务所花时间；排序模块：对这些时间进行快速排序；输出模块：输出排序后的序列。

三．详细设计1.物理数据类型由于线性表长度已知，并且进行大量的交换操作，所以使用顺序表来实现。

顺序表的伪代码class alist{public:int maxsize;int listsize;int* listarry;alist(int n){maxsize = n;listsize = 0;listarry = new int[maxsize];}~alist(){delete[]listarry;}bool append(int a){if (listsize == maxsize)return false;listarry[listsize++] = a;return true;}};2.详细设计获取piot值——partation——quicksort获取piot值：获取随机数，通过随机数获得piot值。

为了防止随机数大于所有数，对随机数就行求余，对求余后的值加1（防止左边界为0，右边界为1的情况，（r+l）/2==0）.int findpiot(int a, int b){srand(time(0));int n = rand() % ((a+b)/2+1);return n;}partation（划分）：开始参数l.r紧挨要分割子线性表的实际边界。

每一轮执行外层do循环时，l和r都将向的线性表中间移动，若在移动过程中，l遇到比piot值大的值就停止，l遇到比piot小的就停止，交换l和r所对应的值，再次移动，直到它们交叉为止。

int partition(int l, int r, int &pivot){do{while (listarry[++l]< pivot);while ((r != 0) && (listarry[--r]> pivot));swap( l, r);} while (l < r);swap( l, r);return l;}quicksort（快速排序）：通过递归，获取piot值后，对线性表从位置i到位置j进行一次划分，通过k值获得排序后poit值所在位置，对起始位置i到k和k+1到末尾j再次快速排序。

void qsort( int i, int j){if (j <= i)return;int pivotindex = findpiot( i, j);int k = partition(i - 1, j, listarry[j]);swap( k, j);qsort( i, k - 1);qsort( k + 1, j);}3．算法的时空分析及改进设想最好情况O（nlogn），最差情况（n^2）4.输入和输出的格式输入：输入任务数量，任务时间：请输入任务数: .....请输入任务时间: ......cout <<"输入任务数\n";cin >> n;alist a(n);cout <<"输入任务时间\n";for (int i = 0; i < n; i++){cin >> temp;a.append(temp);}输出：任务所花时间排序如下：.........cout <<"任务所花时间排序如下\n";for (int i = 0; i < n; i++)cout << a.listarry[i] <<"";cout << endl;四．测试结果测试1测试2测试3测试4测试5五．试验心得书上快速排序十分详细，用抽象数据类型做也就多了定义类。

六．附录#include"iostream"#include"time.h"using namespace std;class alist{public:int maxsize;int listsize;int* listarry;alist(int n){maxsize = n;listsize = 0;listarry = new int[maxsize];}~alist(){delete[]listarry;}bool append(int a){if (listsize == maxsize)return false;listarry[listsize++] = a;return true;}int findpiot(int a, int b){srand(time(0));int n = rand() % ((a+b)/2);return n;}int partition(int l, int r, int &pivot){do{while (listarry[++l]< pivot);while ((r != 0) && (listarry[--r]> pivot));swap( l, r);} while (l < r);swap( l, r);return l;}void qsort( int i, int j){if (j <= i)return;int pivotindex = findpiot( i, j);int k = partition(i - 1, j, listarry[j]);swap( k, j);qsort( i, k - 1);qsort( k + 1, j);}void swap( int a, int b){int temp;temp = listarry[a];listarry[a] = listarry[b];listarry[b] = temp;}};int main(){int n,temp;cout <<"输入任务数\n";cin >> n;alist a(n);cout <<"输入任务时间\n";for (int i = 0; i < n; i++){cin >> temp;a.append(temp);}cout << endl;a.qsort(0, n - 1);cout <<"任务所花时间排序如下\n";for (int i = 0; i < n; i++)cout << a.listarry[i] <<"";cout << endl;system("pause");return 0;}。