数据结构实验八 快速排序实验报告
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数据结构实验课程最终报告题目:实验八快速排序
专业班级:计算机科学与技术
姓名:XXX
学号:
指导老师:李晓鸿
完成日期:2015.01.06
一、需求分析
背景
排序是计算机内经常进行的一种操作,其目的是将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列。
假设含n个记录的序列为{ R1, R2, …,R n }
其相应的关键字序列为{ K1, K2, …,K n }
这些关键字相互之间可以进行比较,即在它们之间存在着这样一个关系:
K p1≤K p2≤…≤K pn
按此固有关系将上式记录序列重新排列为{ R p1, R p2, …,R pn }的操作称作排序。
排序算法是计算机科学中最重要的研究问题之一。对于排序的研究既有理论上的重要意义,又有实际应用价值。它在计算机图形、计算机辅助设计、机器人、模式识别、及统计学等领域具有广泛应用。常见的排序算法有起泡排序、直接插入排序、简单选择排序、快速排序、堆排序等。
例1:有时候应用程序本身就需要对信息进行排序。为了准备客户账目,银行需要根据支票的号码对支票排序;
例2:在一个绘制互相重叠的图形对象的程序中,可能需要根据一个“在上方”关系将各对象排序,以便自下而上地绘出对象。
例3:在一个由n个数构成的集合上,求集合中第i小/大的数。
例4:对一个含有n个元数的集合,求解中位数、k分位数。
1.问题描述
在操作系统中,我们总是希望以最短的时间处理完所有的任务。但事情总是要一件件地做,任务也要操作系统一件件地处理。当操作系统处理一件任务时,其他待处理的任务就需要等待。虽然所有任务的处理时间不能降低,但我们可以安排它们的处理顺序,将耗时少的任务先处理,耗时多的任务后处理,这样就可以使所有任务等待的时间和最小。
只需要将n 件任务按用时去从小到大排序,就可以得到任务依次的处理顺序。当有 n 件任务同时来临时,每件任务需要用时n i,求让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。
2.程序要求实现的功能
当有 n 件任务同时来临时,每件任务需要用时n i,求出让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。
3.输入输出要求
a)输入要求:
第一行是一个整数n,代表任务的件数。
接下来一行,有n个正整数,代表每件任务所用的时间。
b)输出要求:
输出有n行,每行一个正整数,从第一行到最后一行依次代表着操作系统要处
理的任务所用的时间。按此顺序进行,则使得所有任务等待时间最小。
4.测试数据
1.输入:
请输入任务件数:-1
输出:
输入有误,请重新输入!
2.输入:
请输入任务件数:4
请输入各任务所需时间:2 4 3 0
输出:
输入有误,请重新输入!
3.输入:
请输入任务件数:4
请输入各任务所需时间:2 4 3 6
输出:
任务执行的先后顺序为:
2
3
4
6
4.输入:
请输入任务件数:9
请输入各任务所需时间:5 3 4 2 6 1 5 7 3
输出:
任务执行的先后顺序为:
1
2
3
3
4
5
5
6
7
二、概要设计
(一)函数调用关系图
三、 详细设计
(一)物理数据类型
本程序所输入的任务件数和任务时间均为整数,可使用整数 int 实现数据的存储。使用数组实现快速排序。 (二)具体步骤和伪代码
1. 输入任务件数及任务时长 while(1) {
cout<<"请输入任务件数: "; cin>>size;
while(size) //任务件数大于0,则执行该循环,否则重新输入件数 {
int i;
cout<<"请输入各任务所需时间:"; for(i=0;i cin>>a[i]; if(a[i]<=0) { cout<<"输入有误,请重新输入!"< if(i==size) break; } cout<<"输入有误,请重新输入!"< 主 函数 void QuickSort(int a[],int start,int end); void QuickSort(int a[],int start,int end); int Partition(int a[],int start,int end); int random(int start,int end) ; void change(int a[],int i,int j); } 2.调用函数取随机轴值 int random(int start,int end) { int t; srand(time(NULL));//设置随机数种子,对多组数据排序时不会取相同的轴值while(1) { t=rand()%(end+1); if(t>=start) return t; } } 3.数组中的两个元素交换位置 void change(int a[N],int i,int j) { i nt t; t=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=t; } 4.快速排序时对数据进行划分区域 int Partition(int a[],int start,int end) { int temp=random(start,end);//得到随机轴值 change(a,temp,end); int i=start-1;//i用来指示轴值之后插入的位置 int base=a[end]; //以最后一个数作为划分的基点 for(int j=start;j { if(a[j]<=base) { i++; change(a,i,j); } } change(a,i+1,end); return i+1; } 5.快速排序 void QuickSort(int a[N],int start,int end) { if(end<=start) return;//没有数据或只有一个数据