Sherwood型线性时间选择算法

算法分析与设计实验报告
第 8 次实验
}
说明：output文件中第一组结果为手动输入验证正确与否的测试数据，其他几组为随机生成数据的结果。

input文件中输入的是手动输入的数据。

附录：完整代码
//RandomNumber.h
#include<time.h>
#include<iostream>
using namespace std;
const unsigned long maxshort = 65535L;
const unsigned long multiplier = 1194211693L;
const unsigned long adder = 12345L;
class RandomNumber{
private:
// 当前种子
unsigned long randSeed;
public:
// 构造函数,默认值0表示由系统自动产生种子
RandomNumber(unsigned long s = 0);
// 产生0 ~ n-1之间的随机整数
unsigned short Random(unsigned long n);
// 产生[0, 1) 之间的随机实数
double fRandom();
};
// 产生种子
RandomNumber::RandomNumber(unsigned long s)
{
if (s == 0)
randSeed = time(0); //用系统时间产生种子else
randSeed = s;
}
// 产生0 ~ n-1 之间的随机整数
unsigned short RandomNumber::Random(unsigned long n) {
randSeed = multiplier * randSeed + adder;
return (unsigned short)((randSeed >> 16) % n); }
// 产生[0, 1)之间的随机实数
double RandomNumber::fRandom()
{
return Random(maxshort) / double(maxshort);
}
//源.cpp
#include "RandomNumber.h"
#include <iostream>
#include<time.h>
#include<algorithm>
#include<fstream>
using namespace std;
ifstream in("input.txt");
ofstream out("output.txt");
template <class Type>
inline void Swap(Type &a,Type &b)
{
Type temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//计算a[l:r]中第k小元素
template<class Type>
Type select(Type a[],int l,int r,int k)
{
static RandomNumber rnd;
while(true)
{
if(l>=r)
{
return a[l];
}
int i = l,
j = l + rnd.Random(r-l+1);//随机选择划分基准 Swap(a[i],a[j]);
j = r+1;
Type pivot = a[l];
//以划分基准为轴做元素交换
while(true)
{
while(a[++i]<pivot);
while(a[--j]>pivot);
if(i>=j)
{
break;
}
Swap(a[i],a[j]);
}
if(j-l+1 == k)//第k小
{
return pivot;
}
//a[j]必然小于pivot,做最后一次交换，满足左侧比pivot小，右侧比pivot大 a[l] = a[j];
a[j] = pivot;
//对子数组重复划分过程
if(j-l+1<k) //计算前一半元素个数
{
k = k-j+l-1;//右侧：k-(j-l+1)=k-j+l-1
l = j + 1;
}
else
{
r = j - 1;
}
}
}
//计算a[0:n-1]中第k小元素
//假设a[n]是一个键值无穷大的元素
template<class Type>
Type select(Type a[],int n,int k)
{
if(k<1 || k>n)
{
cout<<"请输入正确的k!"<<endl;
return 0;
}
return select(a,0,n-1,k);
}
void test1()
{
int n;
in>>n;
out << "测试数据：" << endl;
int a[n];
out << "原数组为：" << endl;
for (int i = 0; i<9; i++)
{
in >> a[i] ;
out<<a[i]<<" ";
}
out << endl;
int m;
in>>m;
out << "所给数组第"<<m<<"小元素为：" << select(a, n, m) << endl<<endl;
}
void test(int size)
{
out << "数组规模:" << size << endl;
srand(time(0));
int *a = new int[size];
for (int i = 0; i<size; i++)
a[i] = rand();
int k =size/8;
clock_t start, end, over;
start = clock();
end = clock();
over = end - start;
start = clock();
int x=select(a,size,k);
end = clock();
out << "所给数组第" << k << "小元素为：" << x << endl;
out<<"开始时间为:"<<start<<" "<<"结束时间为:"<<end<<" "<<"持续时间为:"<<(double)(end - start)/ CLOCKS_PER_SEC<<endl;
out << endl << endl;
free(a);
}
int main()
{
cout<<"请在input.txt中填写原测试数据，第一行为数据个数，第二行为数据，第三行为想要的第几小的数据"<<endl;
test1();
test(10000);
test(100000);
test(1000000);
test(10000000);
cout<<"数据读入完毕，请在output.txt中查看结果"<<endl;
return 0;
}。