数据结构排序综合课程设计报告

1、数据结构课程设计报告专业计算机科学和技术班级网络工程姓名李华学 号指导教师起止时间课程设计：排序综合、任务描述（1 ）至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有插入排序、希尔排序、 冒泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序）。并把排序后的结果保存在不同的文件中。（2）统计每一种排序方法的性能 （以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。二、问题分析1、功能分析分析设计课题的要求，要求编程实现以下功能：（1） 显示随机数：调用 Dip（）函数输出数组a。数组a中保存有随机产生的随机数。（2） 直接选择排序：通过 n-l次关键字间的比较，从n-i+1个记录

2、中选出关键字最小的 记录，并和第i个记录交换之。（3）冒泡排序：如果有 n个数，则要进行n-1趟比较。在第1趟比较中要进行 n-1次两 两比较，在第j趟比较中要进行 n-j次两两比较。（4） 希尔排序：先将整个待排记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序，待 整个序列中的记录“基本有序”时，再对全体记录进行一次直接插入排序。（5 ）直接插入排序：将一个记录插入到已排序好的有序表中，从而得到一个新的、记录数增1的有序表。设整个排序有 n个数，则进行n-1趟插入，即：先将序列中的第1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 非递减有序列为止。（6

3、 ）显示各排序算法排序后的的数据和时间效率，并比较找出其中2种较快的方法。2、数据对象分析排序方式：直接选择排序、冒泡排序、希尔排序、直接插入排序 显示排序后的的数据和时间效率。三、数据结构设计1主要全程变量及数据结构数据结构：typedef structKeyType key;In foType otheri nfo;RedType;typedef structRedType rMAXSIZE+1;int len gth;SqList;2算法的入口参数及说明#i nclude <stdio.h>#defi ne MAXSIZE 20#defi ne LT(a,b) (a)<

4、(b)/ 宏定义typedef int KeyType; /定义关键字 KeyType 为 int typedef intlnfoType;定义关键字 InfoType 为 inttypedef struct /RedType 结构定义KeyType key;InfoType otherinfo;/ 记录中其他信息域的类型RedType;typedef struct /SqList 结构定义RedType rMAXSIZE+1;/定义大小int length; /length 为待排记录个数SqList;四、功能设计(一)主控菜单设计然后再为这些为实现排序的操作功能， 首先设计一个含有多个菜单

5、项的主控菜单程序， 菜单项配上相应的功能。程序运行后，给出 11 个菜单项的内容和输入提示，如下：欢迎来到排序综合系统！菜单(1)-直接插入排序(2)-直接选择排序(3)-冒泡排序(4)-快速排序(5)-堆排序(6)-时间效率比较(7)-显示随机数(0)-退出系统请在上述序号中选择一个并输入二)程序模块结构由课题要求可将程序划分为以下几个模块(即实现程序功能所需的函数)主控菜单项选择函数 menu_select() 插入排序函数： InsertS ort() 选择排序函数： SelectSort() 冒泡排序函数： BubbleSort() 堆排序函数： heapsort()三)函数调用关系程

6、序的主要结构(函数调用关系)如下图所示。其中main()是主函数，它进行菜单驱动，根据选择项10调用相应的函数。(四)函数实现#i nclude <stdio.h>#in elude <coni o.h>#i nclude <stdlib.h>#in elude <win dows.h>#in elude <time.h>#defi ne N 30000 void Wron g()printf("n=>按键错误！n");getchar();void Disp(i nt a)int i;system("

7、;cls");for(i=0;i<N;i+)if(i-1)%10=9)prin tf("n");prin tf("%-7d",ai);插入排序void InsertSort(int a,int p) /int i,j,temp;for(i=1;i<N;i+) temp=ai; for(j=i;j>0&&aj-1>temp;j-) aj=aj-1;aj=temp;void SelectSort(int a,int p) / 选择排序int i,j,k;for(i=0;i<N-1;i+)k=i;for(

8、j=i+1;j<N;j+) if(aj<ak) k=j;if(k!=i) int temp; temp=ak; ak=ai; ai=temp;void BubbleSort(int a,int p) /*冒泡排序算法 */int i,j,temp;for (i=0;i<N-1;i+)for (j=N-1;j>i;j-) /*比较 , 找出本趟最小关键字的记录 */if (aj<aj-1)temp=aj; /*进行交换 , 将最小关键字记录前移 */aj=aj-1;aj-1=temp;void creatheap(int a,int i,int n) /int j;

9、int t;t=ai;j=2*(i+1)-1;while(j<=n) if(j<n)&&(aj<aj+1) j+;if(t<aj)ai=aj;i=j;j=2*(i+1)-1;elsej=n+1;ai=t;void heapsort(int a,int n,int p) /int i;int t;for(i=n/2-1;i>=0;i-)creatheap(a,i,n-1);for(i=n-1;i>=1;i-)t=a0; a0=ai; ai=t; creatheap(a,0,i-1);创建堆堆排序void quicksort(int a,int

10、n,int p)int i,j,low,high,temp,top=-1;struct nodeint low,high;stN;top+;sttop.low=0;sttop.high=n-1;while(top>-1) low=sttop.low;high=sttop.high;top-;i=low;j=high;if(low<high) temp=alow;while(i!=j) while(i<j&&aj>temp)j-;if(i<j)ai=aj;i+; while(i<j&&ai<temp)i+;if(i<

11、j)aj=ai;j-;ai=temp;top+;sttop.low=low;sttop.high=i-1; top+;sttop.low=i+1;sttop.high=high;double TInsertSort(int a,int p)int i;int bN;for(i=0;i<N;i+)bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq);LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0;QueryPerformanceCounter(&m_liPerfSt

12、art);InsertSort(b,p);LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPerformanceCounter(&liPerfNow);double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart;time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6)Disp(b);getchar();printf("n 用直接插入排序法用的时间为 %f 秒； ",time); FILE *fp;fp=fopen(" 直接插入排序 .txt","w&qu

13、ot;);for(i=0;i<N;i+)fprintf(fp,"%d ",bi);fclose(fp); return(time);double TSelectSort(int a,int p)int i;int bN; for(i=0;i<N;i+) bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0; QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq);LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0;QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);Se

14、lectSort(b,p);if(p!=6)Disp(b);getchar();LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPerformanceCounter(&liPerfNow);double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;printf("n 用直接选择排序法用的时间为 %f 秒； ",time);FILE *fp;fp=fopen(" 直接选择排序 .txt","w");fo

15、r(i=0;i<N;i+)fprintf(fp,"%d ",bi); fclose(fp);return(time);double TBubbleSort(int a,int p)int i;int bN; for(i=0;i<N;i+) bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq);LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0;QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);BubbleSort

16、(b,p);LARGE_INTEGER liPerfNow=0;QueryPerformanceCounter(&liPerfNow);double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6)Disp(b);getchar();printf("n用冒泡排序法用的时间为%f秒；”,time);FILE *fp;fp=fopen(" 冒泡排序 .txt","w");for(i=0;i<N;i+)fprint

17、f(fp,"%d ",bi);fclose(fp);return(time);double Theapsort(int a,int n,int p)int i;int bN;for(i=0;i<N;i+)bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0;QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq);LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0;QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart);heapsort(b,N,p);LARGE_INTEGER l

18、iPerfNow=0;QueryPerformanceCounter(&liPerfNow);double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart;time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6)Disp(b);getchar();printf("n用堆排序法用的时间为%f秒；”,time);FILE *fp;fp=fopen(" 堆排序 .txt","w");for(i=0;i<N;i+)fprintf(fp,"%d ",bi)

19、;fclose(fp);return(time);double Tquicksort(int a,int n,int p)int i;int bN;for(i=0;i<N;i+)bi=ai;LARGE_INTEGER m_liPerfFreq=0; QueryPerformanceFrequency(&m_liPerfFreq);LARGE_INTEGER m_liPerfStart=0;QueryPerformanceCounter(&m_liPerfStart); quicksort(b,N,p);LARGE_INTEGER liPerfNow=0; QueryPer

20、formanceCounter(&liPerfNow);double time=liPerfNow.QuadPart - m_liPerfStart.QuadPart; time/=m_liPerfFreq.QuadPart;if(p!=6)Disp(b);getchar(); printf("n 用快速排序法用的时间为 %f 秒； ",time);FILE *fp;fp=fopen("快速排序 .txt","w");for(i=0;i<N;i+)fprintf(fp,"%d ",bi);fclose

21、(fp); return(time);void BubleSort(double a) /时间数组的冒泡排序int i,j;double temp; for(i=1;i<6;i+) for(j=4;j>=i;j-) if(aj+1<aj) temp=aj+1; aj+1=aj; aj=temp;void menu()printf("欢迎来到排序综合系统 !n");printf(" = n");printf("n");printf("菜单n");printf("n");print

22、f("n");printf("(1)-直接插入排序n");printf("(2)-直接选择排序n");printf("(3)-冒泡排序n");printf("(4)-快速排序n");printf("(5)-堆排序n");printf("(6)-时间效率比较n");printf("(7)-显示随机数n");printf("(0)-退出系统n");printf("n请在上述序号中选择一个并输入: ")

23、;void main()int i,p,aN;srand(int)time(NULL); /* 随机种子 */for(i=0;i<N;i+)ai=rand()%50000+1;while(1)system("cls");menu();scanf("%d",&p);if(p=0)printf("=>谢谢使用 !n");getchar();break;double TIMES5,TIMES15;/ 时间数组switch(p)case 1:TInsertSort(a,p);printf("n 请按任意键继续 .

24、");getchar();break;case 2:TSelectSort(a,p);printf("n case 3:TBubbleSort(a,p);printf("n case 4:Tquicksort(a,N,p);printf("n case 5:Theapsort(a,N,p);printf("n case 6:system("cls");请按任意键继续 .");getchar();break; 请按任意键继续 .");getchar();break;请按任意键继续 .");getc

25、har();break; 请按任意键继续 .");getchar();break;TIMES11=TIMES1=TInsertSort(a,p);TIMES12=TIMES2=TSelectSort(a,p);TIMES13=TIMES3=TBubbleSort(a,p);TIMES14=TIMES4=Tquicksort(a,N,p);TIMES1 5=TIMES5=Theapsort(a,N,p);getchar();BubleSort(TIMES);printf("nn");printf("if(TIMES1=TIMES11) printf(&qu

26、ot; if(TIMES1=TIMES12) printf("if(TIMES1=TIMES13) printf("if(TIMES1=TIMES14) printf("if(TIMES1=TIMES15) printf(" if(TIMES1!=TIMES2) if(TIMES2=TIMES11) printf("if(TIMES2=TIMES12) printf("if(TIMES2=TIMES13) printf("if(TIMES2=TIMES14) printf("if(TIMES2=TIMES15) p

27、rintf(" printf("n 请按任意键继续排序这组数据两种较快的排序法分别是：n");直接插入排序：f秒!n",TIMES1) 直接选择排序：f秒!n",TIMES1) 冒泡排序:%f 秒!n”,TIMES1); 快速排序:%f 秒!n”,TIMES1);堆排序:%f 秒!n”,TIMES1);直接插入排序：f秒!n",TIMES2) 直接选择排序 %f秒!n",TIMES2); 冒泡排序 %f秒!n",TIMES2); 快速排序 %f秒!n",TIMES2);堆排序 %f 秒!n",T

28、IMES2);.");srand(int)time(NULL);for(i=0;i<N;i+) ai=rand()%30000+1; getchar();break;请按任意case 7:Disp(a);FILE *fp;fp=fopen(" 随机数 .txt","w"); for(i=0;i<N;i+)fprintf(fp,"%d ",ai);fclose(fp);getchar();printf("n 键继续 .");getchar();break;default:Wrong();prin

29、tf("n请按任意键继续 .");getchar();break;五、测试数据和结果本程序在 VC+ 环境下实现，下面是对以上测试数据的运行结果。 (1) 主菜单显示如下：(2)各分界面:王采单號迎1 J-PJt综匚系统?星 较 i 比数 K择星率如 wg速香虫 直宜冃时S-屆请在上述序号中选择一个并输入=测试32499324?3250025003250032501325013250432504325053250?32S383251032513325133251532515325173251?32518325193252132S22325223252332525325263

30、25283252832629325313即232533253232532325333253432534325343253532536325373Z5373253B3253V3253532539325403254432546325483254?32S51325523255332554325S53255532558325S83256932SS9325603256032E6332564325663256732&683256?32时32570325703257032575325763257?3257932580325813258232583325843258532587325873258S325«9325893259032590325?0325913259232S963259832599326013260232&»432&EIK珈师珈幽32609326123261332