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1、<p> 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告</p><p> 題目:排序算法的實(shí)現(xiàn)與比較</p><p><b> 目錄</b></p><p> 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求----------------------------------2</p><p> 算法思想-----------------------
2、--------------------2</p><p> 程序結(jié)構(gòu)-------------------------------------------3</p><p> 使用說(shuō)明-------------------------------------------4</p><p> 測(cè)試結(jié)果------------------------------
3、-------------5</p><p> 收獲與體會(huì)----------------------------------------6</p><p><b> 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求</b></p><p> 設(shè)計(jì)內(nèi)容:排序算法的實(shí)現(xiàn)與比較</p><p> 要求:編程實(shí)現(xiàn)希爾、快速、堆排序、歸并排序算法,并利用
4、程序統(tǒng)計(jì)每種算法的執(zhí)行時(shí)間。要求隨機(jī)產(chǎn)生10000、50000、 100000、 200000個(gè)待排數(shù)據(jù)存入磁盤(pán)文件,從磁盤(pán)文件讀入待排數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,并將排序結(jié)果寫(xiě)入另一個(gè)文件中。</p><p><b> 算法思想</b></p><p> 在本課題中,對(duì)常見(jiàn)的4 中排序算法希爾、快速、堆排序、歸并排序進(jìn)行實(shí)現(xiàn),并根據(jù)待排數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)的不同來(lái)對(duì)各種排序算法的執(zhí)行時(shí)間
5、進(jìn)行比較,從而比較出在不同的情況下各排序算法的性能。</p><p><b> 希爾排序</b></p><p> 希爾排序是對(duì)直接插入排序的一種改進(jìn),它的基本思想是:</p><p> 先將整個(gè)待排序記錄序列分割成若干個(gè)子序列,在子序列內(nèi)分別進(jìn)行直接插入排序,待整個(gè)序列基本有序時(shí),再對(duì)全體記錄進(jìn)行一次直接插入排序。</p>
6、<p><b> 快速排序</b></p><p> 快速排序是對(duì)氣泡排序的一種改進(jìn),其基本思想是:首先選</p><p> 一個(gè)軸值(即比較的基準(zhǔn)),將待排序記錄分割成獨(dú)立的兩部分,左側(cè)記錄的關(guān)鍵碼均小于或等于軸值,右側(cè)記錄的關(guān)鍵碼均大于或等于軸值,然后分別對(duì)這兩部分重復(fù)上述過(guò)程,直到整個(gè)序列有序。</p><p><
7、b> 堆排序</b></p><p> 堆排序是簡(jiǎn)單選擇排序的一種改進(jìn),其基本思想是:首先將待</p><p> 排序的記錄序列構(gòu)造成一個(gè)堆,此時(shí),選出了堆中所有記錄的最大值即堆頂記錄,然后將它從堆中移走(通常將堆頂記錄和堆中最后一個(gè)記錄交換),并將剩余的記錄再調(diào)整成堆,這樣又找出了次大的記錄,依此類(lèi)推,直到堆中只有一個(gè)記錄。</p><p>
8、;<b> 歸并排序</b></p><p> 歸并排序是一種借助“歸并”進(jìn)行排序的方法,其主要思想是:將若干有序序列逐步歸并,最終歸并為一個(gè)有序序列。</p><p><b> 計(jì)時(shí)函數(shù)</b></p><p> 計(jì)時(shí)函數(shù)使用了Windows API 函數(shù)QueryPerformanceFrequency 和Qu
9、eryPerformanceCounter 來(lái)實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的計(jì)時(shí)功能。該函數(shù)接受一個(gè)指向函數(shù)的指針參數(shù),用于在兩次查詢(xún)機(jī)器內(nèi)部計(jì)時(shí)器的計(jì)插入所需要被計(jì)時(shí)的代碼,再降兩次查詢(xún)之差除以CPU 時(shí)鐘頻率即可得到事件執(zhí)行的精確時(shí)間。</p><p><b> 程序結(jié)構(gòu)</b></p><p> 說(shuō)明:本程序由main.cpp,sort.h和operate.h三部分組成。so
10、rt.h頭文件中實(shí)現(xiàn)了希爾,快速,堆排序,歸并排序;operate.h頭文件中有隨機(jī)產(chǎn)生待排數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件,從文件讀數(shù)據(jù),計(jì)時(shí),輸出執(zhí)行時(shí)間的函數(shù);main.cpp主函數(shù)調(diào)用頭文件里的函數(shù)。 </p><p><b> 文件函數(shù)關(guān)系表</b></p><p><b> 使用說(shuō)明</b></p><p> 運(yùn)
11、行程序,可以看到如下:</p><p> 瀏覽完說(shuō)明之后,會(huì)出現(xiàn):</p><p> 按照步驟,依次執(zhí)行程序,在按下了1之后,會(huì)出現(xiàn):</p><p> 程序?qū)Σ煌瑐€(gè)數(shù)的待排數(shù)據(jù)進(jìn)行排序。</p><p> 在前幾步程序執(zhí)行完了之后,按下3,會(huì)出現(xiàn):</p><p> 程序顯示出每種排序算法的執(zhí)行時(shí)間。<
12、;/p><p> 一次程序執(zhí)行完之后,可循環(huán)執(zhí)行這個(gè)程序。</p><p><b> 測(cè)試結(jié)果</b></p><p> 基本符合題目要求,程序能夠?qū)崿F(xiàn)希爾 快速 堆排序 歸并排序四中排序算法,并能夠統(tǒng)計(jì)每種排序算法的執(zhí)行時(shí)間。此外,能夠隨機(jī)產(chǎn)生待排數(shù)據(jù),存入文件,從磁盤(pán)文件讀入待排數(shù)據(jù)進(jìn)行排序,并能將排序結(jié)果存入另一個(gè)文件中。</p&
13、gt;<p> 在隨機(jī)產(chǎn)生的待排數(shù)據(jù)為10000時(shí),算法的執(zhí)行時(shí)間分別如下:</p><p> 在隨機(jī)產(chǎn)生的待排數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為50000個(gè)時(shí):</p><p> 在隨機(jī)產(chǎn)生的待排數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為100000個(gè)時(shí):</p><p> 在隨機(jī)產(chǎn)生的待排數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為200000個(gè)時(shí):</p><p> 下面是排序算法執(zhí)行時(shí)間與待排數(shù)據(jù)關(guān)
14、系表:</p><p> 不同個(gè)數(shù)的隨機(jī)產(chǎn)生的待排數(shù)據(jù)的4種排序算法的執(zhí)行時(shí)間相差不是很大,在待排數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)是10000的時(shí)候,排序的執(zhí)行時(shí)間不是很長(zhǎng),都是在5ms左右,在待排數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)變多時(shí),很明顯,希爾,堆排序比快速和歸并排序的執(zhí)行時(shí)間稍微長(zhǎng)一點(diǎn),但是,希爾和堆排序的執(zhí)行時(shí)間相差不大。</p><p><b> 收獲與體會(huì)</b></p><
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