高中数学 2.3排序问题导学案 北师大版必修3.doc

第四课时 2.3 排序问题学习重点：有序列插入排序方法和折半插入排序方法的原理与过程。学习难点：用算法语句描述排序方法。学习目标：1. 理解有序列插入排序方法和折半插入排序，并会设计算法2.通过实例，发展用有序列插入排序方法和折半插入排序解决问题的能力。学习过程：为了便于查询，常常需要根据要求将被查寻的对象按照一定的顺序排列，通常称为排序。例如：新来的同学小黄身高175cm，在班上是中等身高，因为做操的需要，体育老师要将他插到队中，你认为老师应该怎样做？象这样在已经按一定顺序排好的系列（有序列）中插入一个数据，我们就叫它有序列插入排序。 有序列直接插入排序法有序列直接插入排序：用有序列直接插入排序算法完成无序列排序问题，其基本思想非常简单，即反复使用有序列直接插入排序算法，使有序列的长度不断增加，一直到完成整个无序列的有序排列为止一般地，对于一个有序列：a1a2a3an，欲将新数据a插入到有序列中，形成新的有序列，其做法是：将数据a与原有序列中的数据从右到左依次进行比较，直到发现某一数据ai，使得aia，把a插入到ai的右边；如果数据a小于原有序列中的所有数据，则将a插入到原序列的最左边上面的排序算法通常称为有序列直接插入排序的算法我们在一个已经排好顺序的一系列数中插入一个数据，成为一个新的系列，且仍按原来的规则排序。例如：要将8插入到1,3,5,7,9,11,13中，我们怎样考虑？首先确定8在原系列中的位置，使8小于或等于原系列中右边的数据，大于或等于左边的数据，将这个位置空出来，将数据8插进去1357891113例题分析：例1已知有一组系列13,27,38,39,43,47,48,51,57,66,74，现要将数据52插入到数据中。数据序列号1234567891011原序列1327383943474851576674(1)请设计算法，确定52在新数据中的位置。(2)在确定52的序列号后，请将52插入系列中(3)请用流程图描述这个插入过程的算法问题思考:对于一组无序的数据列49,38,65,97,76,13,27,49如何完 成排序工作呢?折半插入排序如果r1.i-1 是一个按关键字有序的有序序列，则可以利用折半查找实现“在r1.i-1中查找ri的插入位置”，如此实现的插入排序为折半插入排序。折半插入排序性能分析1）折半插入排序所需附加存储空间和直接插入排序相同，从时间上来看，折半插入排序减少了关键字的比较次数，但是移动次数不变。2）折半插入排序的时间复杂度为o(n2)。3）折半插入排序是一个稳定的排序方法。例2中国乒乓球女队原有11名队员，她们的身高由小到大分别为158,159,160,162, 163,165,166,170, 171,172,175(单位：cm)现为备战某项比赛，加入一名优秀队员，这名队员身高167 cm.请设计用折半插入排序法找出该队员在序列中的位置，并用自然语言描述算法。解析：由题目可获取以下主要信息：11名队员的身高；加入一名身高167 cm的队员；用折半插入排序法找出新加入队员在序列中的位置解答本题可先确定数据个数11.找到“中间位置”的数据a6165，与167进行比较，然后把剩下数据“中间位置”的数据依次与167比较，直到得到167的位置。变式练习将52插入有序列13,27,38,39,43,47,48,51,57,66,74,82中，构成一个新的有序列。解首先选择有序列中具有中间位置序号的数据47，将52与47进行比较，显然5247，故52不能插入到47的左边的任何位置。所以，应该排在47的右边，再将余下数据的中间位置的数据57与52比较，显然5257，因此应插到57的左边，又51165，所以167应排在a6的右边。再取余下数据列a7，a8，a9，a10，a11的“中间位置”的数据a9171，显然167166，所以167应在a7、的右边又16747，故52不能插入到47的左边的任何位置。所以，应该排在47的右边，再将余下数据的中间位置的数据57与52比较，显然5257，因此应插到57的左边，又5123，故27在23的右边；在于23右边的7个数中的中间的数39比较，由于2739,故27在39的左边；再与23右边39左边的3个数中间数37比较，由于2724，故27在2,4的右边，所以27应排在24与37之间，因此共进行4次比较即可完成。2解38，49，65，97，76，13，27，4938，49，65，97，76，13，27，4938，49，65，97，76，13，27，4938，49，65，76，