数据结构试验一冒泡排序
排序的实验报告范文
排序的实验报告范文数据结构实验报告实验名称:实验四排序学生姓名:班级:班内序号:学号:日期:2022年12月21日实验要求题目2使用链表实现下面各种排序算法,并进行比较。
排序算法:1、插入排序2、冒泡排序3、快速排序4、简单选择排序5、其他要求:1、测试数据分成三类:正序、逆序、随机数据。
2、对于这三类数据,比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数(其中关键字交换计为3次移动)。
3、对于这三类数据,比较上述排序算法中不同算法的执行时间,精确到微秒(选作)。
4、对2和3的结果进行分析,验证上述各种算法的时间复杂度。
编写测试main()函数测试线性表的正确性。
2、程序分析2.1存储结构说明:本程序排序序列的存储由链表来完成。
其存储结构如下图所示。
(1)单链表存储结构:结点地址:1000HA[2]结点地址:1000H1080H……头指针地址:1020HA[0]头指针地址:1020H10C0H……地址:1080HA[3]地址:1080HNULL……地址:10C0HA[1]地址:10C0H1000H……(2)结点结构tructNode{intdata;Node某ne某t;};示意图:intdataNode某ne某tintdataNode某ne某t2.2关键算法分析一:关键算法(一)直接插入排序voidLinkSort::InertSort()直接插入排序是插入排序中最简单的排序方法,其基本思想是:依次将待排序序列中的每一个记录插入到一个已排好的序列中,直到全部记录都排好序。
(1)算法自然语言1.将整个待排序的记录序列划分成有序区和无序区,初始时有序区为待排序记录序列中的第一个记录,无序区包括所有剩余待排序的记录;2.将无须去的第一个记录插入到有序区的合适位置中,从而使无序区减少一个记录,有序区增加一个记录;3.重复执行2,直到无序区中没有记录为止。
(2)源代码voidLinkSort::InertSort()//从第二个元素开始,寻找前面那个比它大的{Node某P=front->ne某t;//要插入的节点的前驱while(P->ne某t){Node某S=front;//用来比较的节点的前驱while(1){if(P->ne某t->data<S->ne某t->data)//P的后继比S的后继小则插入{inert(P,S);break;}S=S->ne某t;if(S==P)//若一趟比较结束,且不需要插入{P=P->ne某t;break;}}}}(3)时间和空间复杂度最好情况下,待排序序列为正序,时间复杂度为O(n)。
数据结构排序实验报告
数据结构排序实验报告数据结构排序实验报告引言:数据结构是计算机科学中的重要概念之一,它涉及到数据的组织、存储和操作方式。
排序是数据结构中的基本操作之一,它可以将一组无序的数据按照特定的规则进行排列,从而方便后续的查找和处理。
本实验旨在通过对不同排序算法的实验比较,探讨它们的性能差异和适用场景。
一、实验目的本实验的主要目的是通过实际操作,深入理解不同排序算法的原理和实现方式,并通过对比它们的性能差异,选取合适的排序算法用于不同场景中。
二、实验环境和工具实验环境:Windows 10 操作系统开发工具:Visual Studio 2019编程语言:C++三、实验过程1. 实验准备在开始实验之前,我们需要先准备一组待排序的数据。
为了保证实验的公正性,我们选择了一组包含10000个随机整数的数据集。
这些数据将被用于对比各种排序算法的性能。
2. 实验步骤我们选择了常见的五种排序算法进行实验比较,分别是冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。
- 冒泡排序:该算法通过不断比较相邻元素的大小,将较大的元素逐渐“冒泡”到数组的末尾。
实现时,我们使用了双重循环来遍历整个数组,并通过交换元素的方式进行排序。
- 选择排序:该算法通过不断选择数组中的最小元素,并将其放置在已排序部分的末尾。
实现时,我们使用了双重循环来遍历整个数组,并通过交换元素的方式进行排序。
- 插入排序:该算法将数组分为已排序和未排序两部分,然后逐个将未排序部分的元素插入到已排序部分的合适位置。
实现时,我们使用了循环和条件判断来找到插入位置,并通过移动元素的方式进行排序。
- 快速排序:该算法通过选取一个基准元素,将数组分为两个子数组,并对子数组进行递归排序。
实现时,我们使用了递归和分治的思想,将数组不断划分为更小的子数组进行排序。
- 归并排序:该算法通过将数组递归地划分为更小的子数组,并将子数组进行合并排序。
实现时,我们使用了递归和分治的思想,将数组不断划分为更小的子数组进行排序,然后再将子数组合并起来。
冒泡排序 ppt课件
稳定排序
冒泡排序是一种稳定的排序算法 ,相同元素的相对位置不会改变
。
冒泡排序的缺点
时间复杂度高
冒泡排序的时间复杂度为O(n^2),在数据量大时 效率较低。
易受数据分布影响
如果待排序数据集已经部分有序,冒泡排序的性 能会受到影响。
交换操作频繁
冒泡排序需要多次遍历数据,进行大量的交换操 作。
其他排序算法的比较
01
选择排序
选择排序的时间复杂度也是O(n^2),但它的空间复杂度为O(1),且在
数据量较大时比冒泡排序略快。
02
插入排序
插入排序的时间复杂度同样是O(n^2),但它的空间复杂度也是O(1)。
在数据量较小或部分有序的情况下,插入排序的性能优于冒泡排序。
03
快速排序
快速排序是一种分治算法,其平均时间复杂度为O(nlogn),远优于冒
冒泡排序 PPT 课件
目录
• 冒泡排序简介 • 冒泡排序算法实现 • 冒泡排序的时间复杂度分析 • 冒泡排序的优缺点比较 • 冒泡排序的应用实例 • 总结与展望
01 冒泡排序简介
什么是冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法,通过重复地遍历待排序的 序列,比较相邻的两个元素,若它们的顺序错误则交换它们 ,直到没有需要交换的元素为止。
终实现数组的有序排列。由于其算法简单且稳定,冒泡排序在某些场景下是高效的。
冒泡排序在字符串匹配中的应用
总结词
基础、适用
VS
详细描述
在字符串匹配中,冒泡排序可以作为算法 的一部分,用于对字符数组进行排序。通 过将待匹配的字符串与模式串中的字符进 行比较和交换,冒泡排序可以帮助算法更 快地找到匹配项或排除不可能的匹配。尽 管冒泡排序在字符串匹配中的效率不是最 高,但由于其简单易实现,仍被广泛使用 。
数据结构 排序 历年考研练习题库 试卷及答案
数据结构排序历年考研练习题库试卷及答案数据结构排序历年考研练习题库试卷及答案一、冒泡排序冒泡排序是一种基本的排序算法,它通过重复地交换相邻两个元素的位置来实现排序。
算法的基本思想是从待排序的元素中比较相邻的两个元素大小,并根据需要交换它们的位置,直到整个序列有序为止。
冒泡排序的原理如下:首先从序列的第一个元素开始,比较相邻的两个元素的大小,若前面的元素大于后面的元素,则交换它们的位置;否则,继续比较下一对相邻元素,直到比较到序列的最后一个元素。
这样一趟比较下来,序列中最大的元素就会被交换到最后一个位置。
接着,对序列中剩下的 n-1 个元素重复上述过程,执行 n-1 趟比较,直到整个序列有序。
在实践中,冒泡排序的时间复杂度为 O(n^2),其中 n 为待排序序列的长度。
尽管冒泡排序存在其它更好的排序算法,但它具有编码简单、实现容易以及对小规模数据排序的优势。
二、选择排序选择排序也是一种简单直观的排序算法,它的思想是将待排序序列分为已排好序的部分和未排序的部分,每次选取未排序部分中最小(或最大)的元素,将其放置在已排好序的部分的末尾。
重复此过程,直到整个序列有序。
选择排序的具体步骤如下:首先从待排序序列中找到最小(或最大)的元素,然后将其与序列的第一个元素交换位置,将该元素视为已排序部分;接着,在剩下的未排序部分中找到最小(或最大)的元素,将其与第二个元素交换位置,将该元素视为已排序部分的最后一个元素;以此类推,每次选择序列中最小(或最大)的元素,并将该元素放置在已排序部分的末尾。
最终完成排序。
选择排序的时间复杂度同样为 O(n^2),其中 n 为待排序序列的长度。
相比于冒泡排序,选择排序的交换操作较少,因此在实际应用中,选择排序的性能要优于冒泡排序。
三、插入排序插入排序是一种简单直观的排序算法,它的基本思想是将待排序的元素逐个插入已排好序的部分中,直到整个序列有序。
与冒泡排序和选择排序不同,插入排序是一种原地排序算法。
数据结构实验报告-排序
数据结构实验报告-排序一、实验目的本实验旨在探究不同的排序算法在处理大数据量时的效率和性能表现,并对比它们的优缺点。
二、实验内容本次实验共选择了三种常见的排序算法:冒泡排序、快速排序和归并排序。
三个算法将在同一组随机生成的数据集上进行排序,并记录其性能指标,包括排序时间和所占用的内存空间。
三、实验步骤1. 数据的生成在实验开始前,首先生成一组随机数据作为排序的输入。
定义一个具有大数据量的数组,并随机生成一组在指定范围内的整数,用于后续排序算法的比较。
2. 冒泡排序冒泡排序是一种简单直观的排序算法。
其基本思想是从待排序的数据序列中逐个比较相邻元素的大小,并依次交换,从而将最大(或最小)的元素冒泡到序列的末尾。
重复该过程直到所有数据排序完成。
3. 快速排序快速排序是一种分治策略的排序算法,效率较高。
它将待排序的序列划分成两个子序列,其中一个子序列的所有元素都小于等于另一个子序列的所有元素。
然后对两个子序列分别递归地进行快速排序。
4. 归并排序归并排序是一种稳定的排序算法,使用分治策略将序列拆分成较小的子序列,然后递归地对子序列进行排序,最后再将子序列合并成有序的输出序列。
归并排序相对于其他算法的优势在于其稳定性和对大数据量的高效处理。
四、实验结果经过多次实验,我们得到了以下结果:1. 冒泡排序在数据量较小时,冒泡排序表现良好,但随着数据规模的增大,其性能明显下降。
排序时间随数据量的增长呈平方级别增加。
2. 快速排序相比冒泡排序,快速排序在大数据量下的表现更佳。
它的排序时间线性增长,且具有较低的内存占用。
3. 归并排序归并排序在各种数据规模下都有较好的表现。
它的排序时间与数据量呈对数级别增长,且对内存的使用相对较高。
五、实验分析根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. 冒泡排序适用于数据较小的排序任务,但面对大数据量时表现较差,不推荐用于处理大规模数据。
2. 快速排序是一种高效的排序算法,适用于各种数据规模。
算法冒泡排序实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实现冒泡排序算法,加深对排序算法原理的理解,掌握冒泡排序的基本操作,并分析其性能特点。
二、实验内容1. 冒泡排序原理冒泡排序是一种简单的排序算法,它重复地遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。
遍历数列的工作是重复地进行,直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
2. 实验步骤(1)设计一个冒泡排序函数,输入为待排序的数组,输出为排序后的数组。
(2)编写一个主函数,用于测试冒泡排序函数的正确性和性能。
(3)通过不同的数据规模和初始顺序,分析冒泡排序的性能特点。
3. 实验环境(1)编程语言:C语言(2)开发环境:Visual Studio Code(3)测试数据:随机生成的数组、有序数组、逆序数组三、实验过程1. 冒泡排序函数设计```cvoid bubbleSort(int arr[], int n) {int i, j, temp;for (i = 0; i < n - 1; i++) {for (j = 0; j < n - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}}```2. 主函数设计```cinclude <stdio.h>include <stdlib.h>include <time.h>int main() {int n;printf("请输入数组长度:");scanf("%d", &n);int arr = (int )malloc(n sizeof(int)); if (arr == NULL) {printf("内存分配失败\n");return 1;}// 生成随机数组srand((unsigned)time(NULL));for (int i = 0; i < n; i++) {arr[i] = rand() % 100;}// 冒泡排序bubbleSort(arr, n);// 打印排序结果printf("排序结果:\n");for (int i = 0; i < n; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");// 释放内存free(arr);return 0;}```3. 性能分析(1)对于随机生成的数组,冒泡排序的平均性能较好,时间复杂度为O(n^2)。
数据结构冒泡排序例题
数据结构冒泡排序例题
冒泡排序是一种简单的排序算法,通过多次交换相邻元素的位置,将最大的元素逐步“冒泡”到数组末尾。
以下是一个使用冒泡排序算法对一个整数数组进行排序的例题:
```python
def bubble_sort(arr):
n = len(arr) # 数组长度
for i in range(n-1):
for j in range(n-i-1):
if arr[j] > arr[j+1]: # 如果前一个元素大于后一个元素,
交换它们的位置
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
return arr
# 测试样例
arr = [5, 3, 1, 4, 2]
sorted_arr = bubble_sort(arr)
print(sorted_arr)
```
输出结果为:[1, 2, 3, 4, 5]
在这个例子中,我们首先定义了一个名为`bubble_sort`的函数,它接受一个整数数组作为参数,并返回排序后的数组。
然后,我们使用两个嵌套的`for`循环来遍历每对相邻的元素。
如果前
一个元素大于后一个元素,我们就交换它们的位置。
每完成一
轮的遍历,最大的元素就会“冒泡”到数组末尾。
通过多次类似的遍历,我们最终将整个数组排序。
在给定的测试样例中,输入的数组为[5, 3, 1, 4, 2]。
经过冒泡排序后,输出的排序后的数组为[1, 2, 3, 4, 5]。
《数据结构》实验报告——排序
《数据结构》实验报告排序实验题目:输入十个数,从插入排序,快速排序,选择排序三类算法中各选一种编程实现。
实验所使用的数据结构内容及编程思路:1.插入排序:直接插入排序的基本操作是,将一个记录到已排好序的有序表中,从而得到一个新的,记录增一得有序表。
一般情况下,第i趟直接插入排序的操作为:在含有i-1个记录的有序子序列r[1..i-1]中插入一个记录r[i]后,变成含有i个记录的有序子序列r[1..i];并且,和顺序查找类似,为了在查找插入位置的过程中避免数组下标出界,在r[0]处设置哨兵。
在自i-1起往前搜索的过程中,可以同时后移记录。
整个排序过程为进行n-1趟插入,即:先将序列中的第一个记录看成是一个有序的子序列,然后从第2个记录起逐个进行插入,直至整个序列变成按关键字非递减有序序列为止。
2.快速排序:基本思想是,通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。
假设待排序的序列为{L.r[s],L.r[s+1],…L.r[t]},首先任意选取一个记录(通常可选第一个记录L.r[s])作为枢轴(或支点)(pivot),然后按下述原则重新排列其余记录:将所有关键字较它小的记录都安置在它的位置之前,将所有关键字较大的记录都安置在它的位置之后。
由此可以该“枢轴”记录最后所罗的位置i作为界线,将序列{L.r[s],…,L.r[t]}分割成两个子序列{L.r[i+1],L.[i+2],…,L.r[t]}。
这个过程称为一趟快速排序,或一次划分。
一趟快速排序的具体做法是:附设两个指针low和high,他们的初值分别为low和high,设枢轴记录的关键字为pivotkey,则首先从high所指位置起向前搜索找到第一个关键字小于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换,然后从low所指位置起向后搜索,找到第一个关键字大于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换,重复这两不直至low=high为止。
数据结构(C语言版)实验报告 (内部排序算法比较)
《数据结构与算法》实验报告一、需求分析问题描述:在教科书中,各种内部排序算法的时间复杂度分析结果只给出了算法执行时间的阶,或大概执行时间。
试通过随机数据比较各算法的关键字比较次数和关键字移动次数,以取得直观感受。
基本要求:(l)对以下6种常用的内部排序算法进行比较:起泡排序、直接插入排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序。
(2)待排序表的表长不小于100000;其中的数据要用伪随机数程序产生;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和关键字的移动次数(关键字交换计为3次移动)。
(3)最后要对结果作简单分析,包括对各组数据得出结果波动大小的解释。
数据测试:二.概要设计1.程序所需的抽象数据类型的定义:typedef int BOOL; //说明BOOL是int的别名typedef struct StudentData { int num; //存放关键字}Data; typedef struct LinkList { int Length; //数组长度Data Record[MAXSIZE]; //用数组存放所有的随机数} LinkList int RandArray[MAXSIZE]; //定义长度为MAXSIZE的随机数组void RandomNum() //随机生成函数void InitLinkList(LinkList* L) //初始化链表BOOL LT(int i, int j,int* CmpNum) //比较i和j 的大小void Display(LinkList* L) //显示输出函数void ShellSort(LinkList* L, int dlta[], int t,int* CmpNum, int* ChgNum) //希尔排序void QuickSort (LinkList* L, int* CmpNum, int* ChgNum) //快速排序void HeapSort (LinkList* L, int* CmpNum, int* ChgNum) //堆排序void BubbleSort(LinkList* L, int* CmpNum, int* ChgNum) //冒泡排序void SelSort(LinkList* L, int* CmpNum, int* ChgNum) //选择排序void Compare(LinkList* L,int* CmpNum, int* ChgNum) //比较所有排序2 .各程序模块之间的层次(调用)关系:二、详细设计typedef int BOOL; //定义标识符关键字BOOL别名为int typedef struct StudentData //记录数据类型{int num; //定义关键字类型}Data; //排序的记录数据类型定义typedef struct LinkList //记录线性表{int Length; //定义表长Data Record[MAXSIZE]; //表长记录最大值}LinkList; //排序的记录线性表类型定义int RandArray[MAXSIZE]; //定义随机数组类型及最大值/******************随机生成函数********************/void RandomNum(){int i; srand((int)time(NULL)); //用伪随机数程序产生伪随机数for(i=0; i小于MAXSIZE; i++) RandArray[i]<=(int)rand(); 返回;}/*****************初始化链表**********************/void InitLinkList(LinkList* L) //初始化链表{int i;memset(L,0,sizeof(LinkList));RandomNum();for(i=0; i小于<MAXSIZE; i++)L->Record[i].num<=RandArray[i]; L->Length<=i;}BOOL LT(int i, int j,int* CmpNum){(*CmpNum)++; 若i<j) 则返回TRUE; 否则返回FALSE;}void Display(LinkList* L){FILE* f; //定义一个文件指针f int i;若打开文件的指令不为空则//通过文件指针f打开文件为条件判断{ //是否应该打开文件输出“can't open file”;exit(0); }for (i=0; i小于L->Length; i++)fprintf(f,"%d\n",L->Record[i].num);通过文件指针f关闭文件;三、调试分析1.调试过程中遇到的问题及经验体会:在本次程序的编写和调试过程中,我曾多次修改代码,并根据调试显示的界面一次次调整代码。
数据结构加强之排序算法讲解
3.1 直接插入排序
for j=1 to n-1
for i=1 to n-j
真 a[i]>a[i+1]
a[i]a[i+1]
输出a[1] 到 a[n]
#include <stdio.h> main() { int a[11],i,j,t; printf("Input 10 numbers:\n"); for(i=1;i<11;i++) scanf("%d",&a[i]); printf("\n"); 假 for(j=1;j<=9;j++) for(i=1;i<=10-j;i++) if(a[i]>a[i+1]) {t=a[i]; a[i]=a[i+1]; a[i+1]=t;} printf("The sorted numbers:\n"); for(i=1;i<11;i++) printf("%d ",a[i]); }
排序算法
常见的经典排序算法
冒泡排序 选择排序 插入排序 希尔排序 快速排序 归并排序
1 冒泡排序
算法描述 设待排序记录序列中的记录个数为n
一般地,第i趟起泡排序从1到n-i+1
依次比较相邻两个记录的关键字,如果发生逆序, 则交换之。 其结果是这n-i+1个记录中,关键字最大的记录被 交换到第n-i+1的位置上,最多作n-1趟。
数据结构排序有趣案例
数据结构排序有趣案例一、引言在计算机科学中,排序是一种常见且重要的操作。
通过对数据进行排序,我们可以更高效地搜索、查找和处理数据。
数据结构是排序算法的基础,它们定义了数据的组织方式和操作规则。
本文将介绍一些有趣的案例,展示不同数据结构排序算法的应用和特点。
二、冒泡排序冒泡排序是一种简单但低效的排序算法。
它重复地比较相邻的两个元素,并交换它们的位置,直到整个序列排序完成。
下面是一个用冒泡排序算法对一组整数进行排序的案例:1.原始数据:[5, 3, 8, 4, 2]2.第一次排序:[3, 5, 4, 2, 8]3.第二次排序:[3, 4, 2, 5, 8]4.第三次排序:[3, 2, 4, 5, 8]5.第四次排序:[2, 3, 4, 5, 8]冒泡排序的时间复杂度为O(n^2),其中n是待排序元素的数量。
虽然冒泡排序效率低下,但它易于理解和实现,适用于小规模数据的排序。
三、选择排序选择排序是一种简单且高效的排序算法。
它将序列分为已排序部分和未排序部分,每次从未排序部分选择最小的元素,并将其放到已排序部分的末尾。
下面是一个用选择排序算法对一组整数进行排序的案例:1.原始数据:[5, 3, 8, 4, 2]2.第一次排序:[2, 3, 8, 4, 5]3.第二次排序:[2, 3, 8, 4, 5]4.第三次排序:[2, 3, 4, 8, 5]5.第四次排序:[2, 3, 4, 5, 8]选择排序的时间复杂度为O(n^2),与冒泡排序相同。
但选择排序的交换次数较少,因此在某些情况下比冒泡排序更快。
四、插入排序插入排序是一种简单且高效的排序算法。
它将序列分为已排序部分和未排序部分,每次从未排序部分选择一个元素,并插入到已排序部分的正确位置。
下面是一个用插入排序算法对一组整数进行排序的案例:1.原始数据:[5, 3, 8, 4, 2]2.第一次排序:[3, 5, 8, 4, 2]3.第二次排序:[3, 5, 8, 4, 2]4.第三次排序:[3, 4, 5, 8, 2]5.第四次排序:[2, 3, 4, 5, 8]插入排序的时间复杂度为O(n^2),与冒泡排序和选择排序相同。
北邮数据结构实验报告-排序
北邮数据结构实验报告-排序北邮数据结构实验报告-排序一、实验目的本实验旨在掌握常见的排序算法,包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等,并通过实际编程实现对数字序列的排序。
二、实验内容1.冒泡排序冒泡排序是一种简单的排序算法,其基本思想是依次比较相邻的两个元素,并按照从小到大或从大到小的顺序交换。
具体步骤如下:- 从待排序序列的第一个元素开始,依次比较相邻的两个元素;- 如果前面的元素大于后面的元素,则交换这两个元素的位置;- 重复上述步骤,直到整个序列有序。
2.插入排序插入排序是一种简单且直观的排序算法,其基本思想是将待排序序列分为已排序和未排序两部分,每次从未排序部分中选择一个元素插入到已排序部分的合适位置。
具体步骤如下:- 从待排序序列中选择一个元素作为已排序部分的第一个元素;- 依次将未排序部分的元素插入到已排序部分的合适位置,使得已排序部分保持有序;- 重复上述步骤,直到整个序列有序。
3.选择排序选择排序是一种简单且直观的排序算法,其基本思想是每次选择未排序部分中的最小(或最大)元素,并将其放在已排序部分的末尾。
具体步骤如下:- 在未排序部分中选择最小(或最大)的元素;- 将选择的最小(或最大)元素与未排序部分的第一个元素交换位置;- 重复上述步骤,直到整个序列有序。
4.快速排序快速排序是一种高效的排序算法,其基本思想是通过一趟排序将待排序序列分割成两部分,其中一部分的元素都比另一部分的元素小。
具体步骤如下:- 选择一个枢轴元素(一般选择第一个元素);- 将待排序序列中小于枢轴元素的元素放在枢轴元素的左侧,大于枢轴元素的元素放在枢轴元素的右侧;- 对枢轴元素左右两侧的子序列分别进行递归快速排序;- 重复上述步骤,直到整个序列有序。
5.归并排序归并排序是一种高效的排序算法,其基本思想是将待排序序列划分成足够小的子序列,然后对这些子序列进行两两合并,最终形成有序的序列。
具体步骤如下:- 将待排序序列递归地划分成足够小的子序列;- 对每个子序列进行归并排序;- 合并相邻的子序列,直到整个序列有序。
数据结构与算法(12):排序
int[] data = new int[] {10,30,20,60,40,50};
mergesort(data);
for(int i:data) {
System.out.println(i);
}
}
public static void mergesort(int[] arr){
sort(arr, 0, arr.length-1);
例例如,假设有这样一一组数[ 13 14 94 33 82 25 59 94 65 23 45 27 73 25 39 10 ],如果我们以步⻓长 为5开始进行行行排序,我们可以通过将这列列表放在有5列列的表中来更更好地描述算法,这样他们就应该 看起来是这样:
13 14 94 33 82 25 59 94 65 23 45 27 73 25 39 10
坏的情况下,移动次数为n(n − 1)/2
冒泡排序的时间复杂度为O(n2)。冒泡排序不不需要辅助存储单元,其空间复杂度为O(1)。如果关
键字相等,则冒泡排序不不交换数据元素,他是一一种稳定的排序方方法。
时间复杂度:最好O(n);最坏O(n2);平均O(n2) 空间复杂度:O(1)
稳定性:稳定
二二、选择排序(Selection Sort)
排好序时,元素的移动次数为0。当每一一趟都需要移动数据元素时,总的移动次数为n − 1
选择排序的时间复杂度为O(n2)。选择排序不不需要辅助的存储单元,其空间复杂度为O(1)。选择
排序在排序过程中需要在不不相邻的数据元素之间进行行行交换,它是一一种不不稳定的排序方方法。
时间复杂度:O(n2) 空间复杂度:O(1)
地方方增量量和差值都是delta temp = arr[j-delta]; arr[j-delta] = arr[j]; arr[j] = temp;
数据结构实验报告排序
数据结构实验报告排序数据结构实验报告:排序引言:排序是计算机科学中常见的算法问题之一,它的目标是将一组无序的数据按照特定的规则进行排列,以便于后续的查找、统计和分析。
在本次实验中,我们将学习和实现几种常见的排序算法,并对它们的性能进行比较和分析。
一、冒泡排序冒泡排序是最简单的排序算法之一,它通过不断交换相邻的元素,将较大(或较小)的元素逐渐“冒泡”到数组的一端。
具体实现时,我们可以使用两层循环来比较和交换元素,直到整个数组有序。
二、插入排序插入排序的思想是将数组分为两个部分:已排序部分和未排序部分。
每次从未排序部分中取出一个元素,插入到已排序部分的适当位置,以保持已排序部分的有序性。
插入排序的实现可以使用一层循环和适当的元素交换。
三、选择排序选择排序每次从未排序部分中选择最小(或最大)的元素,与未排序部分的第一个元素进行交换。
通过不断选择最小(或最大)的元素,将其放置到已排序部分的末尾,从而逐渐形成有序序列。
四、快速排序快速排序是一种分治的排序算法,它通过选择一个基准元素,将数组划分为两个子数组,其中一个子数组的所有元素都小于等于基准元素,另一个子数组的所有元素都大于基准元素。
然后对两个子数组分别递归地进行快速排序,最终将整个数组排序。
五、归并排序归并排序也是一种分治的排序算法,它将数组划分为多个子数组,对每个子数组进行排序,然后再将排好序的子数组合并成一个有序的数组。
归并排序的实现可以使用递归或迭代的方式。
六、性能比较与分析在本次实验中,我们对以上几种排序算法进行了实现,并通过对不同规模的随机数组进行排序,比较了它们的性能。
我们使用了计算排序时间的方式,并记录了每种算法在不同规模下的运行时间。
通过对比实验结果,我们可以得出以下结论:1. 冒泡排序和插入排序在处理小规模数据时表现较好,但在处理大规模数据时性能较差,因为它们的时间复杂度为O(n^2)。
2. 选择排序的时间复杂度也为O(n^2),与冒泡排序和插入排序相似,但相对而言,选择排序的性能稍好一些。
5.3.2《冒泡排序》-课后作业 粤教版(2019)-信息技术-数据与数据结构选修1
《冒泡排序》作业一、选择题1. 冒泡排序的基本思想是什么?A. 将最大值放到数组的末尾B. 将最小值放到数组的开始C. 同时找到最大值和最小值并交换它们的位置D. 随机打乱数组元素的顺序答案:A解析:冒泡排序的基本思想是通过重复遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。
这个过程重复进行直到没有元素需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
2. 冒泡排序的时间复杂度在最坏情况下是:A. O(1)B. O(log n)C. O(n)D. O(n^2)答案:D解析:冒泡排序在最坏情况下(即数组完全逆序时)的时间复杂度为O(n^2),因为需要比较并交换相邻元素n(n-1)/2次。
3. 冒泡排序是一种什么类型的排序算法?A. 不稳定的排序算法B. 稳定的排序算法C. 原地排序算法D. 非原地排序算法答案:B解析:冒泡排序是一种稳定的排序算法,因为它不会改变相等元素的相对顺序。
4. 以下哪种情况最适合使用冒泡排序?A. 大规模数据集B. 小规模或基本有序的数据集C. 需要稳定排序的数据集D. A和C都适用答案:C解析:虽然冒泡排序不适用于大规模数据集,但在需要稳定排序的情况下,冒泡排序是一个不错的选择。
5. 冒泡排序在最好情况下的时间复杂度是:A. O(1)B. O(log n)C. O(n)D. O(n^2)答案:A解析:冒泡排序在最好情况下(即数组已经有序时)的时间复杂度为O(1),因为不需要进行任何交换操作。
6. 冒泡排序的平均时间复杂度是:A. O(1)B. O(log n)C. O(n)D. O(n^2)答案:D解析:冒泡排序的平均时间复杂度为O(n^2),但具体取决于输入数据的初始顺序。
二、填空题7. 冒泡排序的基本思想是重复地_______相邻的元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。
答案:比较解析:冒泡排序通过重复地比较相邻的元素并交换它们(如果它们的顺序错误)来实现排序。
数据结构之冒泡排序
数据结构排序算法之
冒泡排序
●算法介绍
冒泡排序也叫起泡排序,它是通过一系列的”交换”动作完成的。
首先第一个记录和第二个记录比较,如果第一个比较大,则二者进行交换,否则不交换;然后第二个和第三个进行比较,如果第二个比较大,则二者交换,否则不交换···一直按照这种方式排序下去,最终最大的那个数据将被排到最后的位置。
●算法流程
原始序列:23 12 8 34 21
1).下面开始进行第1趟排序:23 和12 比较,交换
结果:12 23 8 34 21
2).23 和8 比较,交换
结果:12 8 23 34 21
3).23 和34 比较,不交换
结果:12 8 23 34 21
4).34 和21 比较,交换
结果:12 8 23 21 34
第一趟冒泡结束后,最大的数据34被交换到了最后,接下来开始剩下的12 8 23 21 进行冒泡排序,按照同样的方法进行第二趟排序。
要注意的是,冒泡排序算法结束的条件是一趟排序过程中没有发生元素交换。
●代码示例
●性能分析
1.时间复杂度分析
1)最坏情况下,待排序是逆序,此时可对于外层循环的每次执行,内层循环条件a[j]>a[j+1]始终成立。
及基本操作执行的次数为n-i。
i的取值为0~n-1.因此基本操作的执行次数为:(n-1+1)(n-1)/2 = n(n-1)/2,时间复杂度为n的平方
2)最好的情况是本身就是有序的,时间复杂度为n
2.空间复杂度分析
由代码可以看出,额外的辅助空间只有一个tmp,空间复杂度始终为O(1).
●更多内存请关注
/p/helpylee。
冒泡排序算法
排序数据
假定,你要为你的生日聚会邀请你的朋友和亲戚。对此,你 需要给他们打电话。 你正在拥有10,000条记录的电话本中查找名为 Steve 的电话 号码。 然而,电话本中的记录是以随意顺序存储的。
Ver. 1.0
课程 2
数据结构和算法
排序数据(续)
要在这样一个目录中查找你朋友的电话号码,你需要按顺序 在目录中浏览每个条目。 这将非常耗时。 你如何解决此问题呢?
没有变化 01234
arr 2 3 5 6 7
Ver. 1.0
课程 2
数据结构和算法
实现冒泡排序算法(续)
通道4 n=5
比较存储在索引0处的元素和存储在索引1处的元素,如果索 引0处的值大于索引1处的值,则交换其值。
01234
arr 2 3 5 6 7
在通道4结束后,第四个最大的元素放到它正确的位置
没有变化 012
arr 2 5 3
34
67
Ver. 1.0
课程 2
数据结构和算法
实现冒泡排序算法(续)
通道 3 n=5
比较存储在索引1处的元素和存储在索引2处的元素,如果索 引1处的值大于索引2处的值,则交换其值。
交换 01234
arr 2 53 35 6 7
Ver. 1.0
课程 2
数据结构和算法
i. min_index = i
3. 将arr[j] 与arr[min_index]交换
Ver. 1.0
课程 2
数据结构和算法
确定选择排序算法的效率
在选择排序中,在查找最小元素的通道1中有n – 1次比较。 在查找第二个最小元素的通道2中有n -2次比较,依此类推。 比较总数 = (n – 1) + (n – 2) + (n – 3) + … + 3 + 2 + 1 = n(n – 1)/2 n(n – 1)/2 是O(n2) 阶的级数。 因此,选择排序算法是阶 O(n2)的算法。
数据结构排序实验报告
数据结构排序实验报告一、实验目的本次数据结构排序实验的主要目的是深入理解和掌握常见的排序算法,包括冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序和归并排序,并通过实际编程和实验分析,比较它们在不同规模数据下的性能表现,从而为实际应用中选择合适的排序算法提供依据。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python 3x,开发环境为 PyCharm。
实验中使用的操作系统为 Windows 10。
三、实验原理1、冒泡排序(Bubble Sort)冒泡排序是一种简单的排序算法。
它重复地走访要排序的数列,一次比较两个数据元素,如果顺序不对则进行交换,并一直重复这样的走访操作,直到没有要交换的数据元素为止。
2、插入排序(Insertion Sort)插入排序是一种简单直观的排序算法。
它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入,直到整个数组有序。
3、选择排序(Selection Sort)首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。
以此类推,直到所有元素均排序完毕。
4、快速排序(Quick Sort)通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。
5、归并排序(Merge Sort)归并排序是建立在归并操作上的一种有效、稳定的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。
将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。
四、实验步骤1、算法实现使用 Python 语言分别实现上述五种排序算法。
为每个算法编写独立的函数,函数输入为待排序的列表,输出为排序后的列表。
2、生成测试数据生成不同规模(例如 100、500、1000、5000、10000 个元素)的随机整数列表作为测试数据。
数据结构排序有趣案例
数据结构排序有趣案例摘要:1.概述数据结构与排序算法的关系2.案例一:冒泡排序算法的趣味应用3.案例二:快速排序算法的趣味应用4.案例三:堆排序算法的趣味应用5.总结数据结构与排序算法在实际生活中的应用价值正文:数据结构与排序算法是计算机科学中密切相关的两个概念。
数据结构是存储数据的方式,而排序算法则是一种对数据进行排序的规则。
它们在实际应用中相辅相成,使数据处理变得更加高效和有序。
本文将通过三个有趣的案例,介绍数据结构排序算法在生活中的实际应用。
案例一:冒泡排序算法的趣味应用。
冒泡排序是一种简单的排序算法,其基本思想是将相邻的两个元素进行比较,如果顺序错误则交换。
这个过程会一直重复,直到整个序列变得有序。
在现实生活中,我们可以将这个算法应用在成绩排名、拍卖竞价等场景。
例如,在一个班级中,可以使用冒泡排序算法对学生的成绩进行排名,以便老师和学生了解学习情况。
案例二:快速排序算法的趣味应用。
快速排序是一种高效的排序算法,其基本思想是通过选择一个基准值,将序列分为两个子序列,其中一个子序列的元素都小于基准值,另一个子序列的元素都大于基准值。
然后,对这两个子序列分别进行递归排序。
在现实生活中,快速排序算法可以应用于图书管理、物流配送等场景。
例如,在一个图书馆中,可以通过快速排序算法对图书进行分类,方便读者查找和借阅。
案例三:堆排序算法的趣味应用。
堆排序是一种基于二叉堆的排序算法,其基本思想是将待排序的序列构造成一个大顶堆(或小顶堆),然后将堆顶元素与堆尾元素交换,得到当前有序序列的最大(或最小)值。
接着调整堆结构,重复上述过程,直到整个序列变得有序。
在现实生活中,堆排序算法可以应用于赛事选拔、优先级队列等场景。
例如,在一个编程竞赛中,可以使用堆排序算法对选手的编程时间进行排序,以便评选出优秀选手。
总之,数据结构与排序算法在实际生活中的应用价值不言而喻。
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云南大学数学与统计学实验教学中心
实验报告
课程名称:数据结构与算法学期:20011-2012学年第二学期成绩:
指导教师:xxx学生姓名:yyy学生学号:yyyyyyy
实验名称:顺序结构的应用实验要求:必作实验学时:2学时
实验编号:1实验日期:第2周完成日期:2012-03-08
学院:yyyy专业:信息与计算科学年级:2010级
一、实验目的
由于顺序存储结构的操作相对比较简单,而且在前期课程《高级语言程序设计》中使用
得也较多,
本试验旨在帮助学生复习与巩固顺序存储结构(数组)的应用与操作。
二、实验内容
顺序存储结构(数组)的排序问题。
根据下列各个要求用冒泡排序的方法、以数组存储任意给定的n个整数(n 可变) 并对其进行排序,然后输出排序前和排序后的结果。
三、实验环境
Windows XP
程序设计语言C
四、实验过程
1.实验要求:
[基本要求]:
1.n 个整数从键盘输入,用一个主函数完成非递减排序,程序不考虑排序效率(可用二重循环实现)。
2、n 个整数从键盘输入,用一个主函数完成非递减排序,但要求改进算法提高效
率(尽量减少外循环的执行次数)。
3、对n个数的排序过程可选择升序或降序(要求设置参数来选择),用一个c函数实现,
再编一个输出过程(函数)来完成排序前、后数组的输出;
在主函数中随机产生1到1000之间的n 个待排序整数并存储于数组中;调用输出过程之;
调用排序过程进行有选择的升/降序排序;最后调用输出过程输出排序后的结果数组。
[实现提示]:
基本要求2可参考讲义P16的算法完成。
基本要求3必须用一个主函数和两个子函数来完成,升或降序的要求让用户从键盘
根据提示输入选择,排序程序应根据选择实现既可升也可降序的排序。
2.实验设计流程图(以下内容请同学认真填写)可以手工绘制,但要求规范
3.程序设计代码及解释:(必须给出必要的程序注解,以保证可读性)
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#define N 1000/*macro definition,allocate size of array*/
int main(){
void creatRandomNumber(int arr1[N]);/*declare "creatRandomNumber" function*/ void bubbleSort(char c,int arr2[N]);/*declare bubble sort function*/
void output(int arr3[N]);/*declare output function*/
int array[N];/*definition array*/
char choose='Y';/*definition char to judge choose ascending or descending */
creatRandomNumber(array);/*call "creatRandomNumber()"to crate random number*/ printf("Before sorting:\n");
output(array);/*output array before sorted*/
bubbleSort(choose,array);/*call "bubblesort" function to sort the array*/
printf("After sorting:\n");
output(array);/*output the array after sorted*/
return 0;
}
void creatRandomNumber(int arr1[N]){
int i,rand(void);
srand(time(0));/*salt source*/
for(i=0;i<N;i++)
arr1[i]=rand()%N+1;/*crate random number store to array*/
}
void bubbleSort(char c1,int arr2[N]){
int k,i,j,change,temp;
while(c1!='A'&&c1!='a'&&c1!='D'&&c1!='d'){/*require choose ascending(A\a) or
descending(D\d)*/
printf("ascending sort or descending sort.(A/D)\n");
c1=getchar();}
if(c1=='A'||c1=='a') k=1;/*if input a or A choose ascending*/
else k=0;
for(i=N-1,change=1;i>=1&&change;i--){/*outer loop judge sorted or not */
change=0;/*setting the array isn't sorted*/
for(j=0;j<i;j++)
if(k?arr2[j]>arr2[j+1]:arr2[j]<arr2[j+1])/*realize according to the choose sorting*/
{temp=arr2[j];arr2[j]=arr2[j+1];arr2[j+1]=temp;change=1;/*exchange the date*/} }
}
void output(int arr3[N]){/*the function of output array*/
int i;
for(i=0;i<N;i++)
printf("%-4d",arr3[i]);
printf("\n");
}
4.实验(程序运行)结果的粘贴:(请粘贴你的程序运行结果)
Before sorting:
983 907 172 345 369 ……
ascending sort or descending sort.(A/D)
a
After sorting:
1 1
2
3
4 6 9 10 10 13 ……997 997 997 998
Before sorting:
352 444 68 537 392 514 ……163 675 769 294 901 434 982 191
ascending sort or descending sort.(A/D)
D
After sorting:
1000999 998 997 997 997 997 ……10 10 8 8 8 5 5 2 1
五、实验总结(以下内容请同学结合你自己的实验过程认真总结)
1.遇到的问题及分析:
①问题:产生随机数
分析:应该可以用C中的一个函数来产生随机数。
②问题:开始实现交换的时候数组下标用错,使用a[j]与a[j+1]交换。
分析:粗心,不熟练。
③问题:选择排序方式后,进行比较交换时的代码,出现重复。
分析:语言不够简练,C的功底不深。
2.解决方案(列出遇到的问题和解决办法,列出没有解决的问题):
问题①:参考《数据结构与算法实验》指导书,解决产生随机数的问题。
问题②:通过调试找出错误,并更正。
问题③:通过老师指导改用if(k?arr2[j]>arr2[j+1]:arr2[j]<arr2[j+1])语句实现在if 语句中有选择的比较,简练程序代码。
3. 体会和收获
①:对冒泡排序有更进一步的认识,以及进一步优化程序源码。
②:了解到程序的健壮性的必要。
③:体会到实际应用中应结合条件,改进优化自己的程序源码。
④:体会到自己C语言的薄弱,不熟练之处,有待加强学习,提高自己的技能。
六、参考文献
[1] 严蔚敏、吴伟民编著数据结构C语言版清华大学出版社出版(国家级规划教材)
[2] 严蔚敏、吴伟民编著数据结构题集C语言版清华大学出版社出版
[3] 汪萍、陆正福等数据结构与算法的问题与实验云南大学出版社
[4] 徐孝凯编著数据结构实用教程C/C++描述清华大学出版社出版
[5] 许卓群、张乃孝等编著数据结构高等教育出版社出版
七、教师评语:。