北理工数据结构实验报告4

《数据结构与算法设计》

实验报告

——实验四

学院：自动化学院

班级：____

学号：__

姓名：____ ____

一、实验目的

1、熟悉VC 环境，学习使用C 语言实现链表的存储结构。

2、通过编程、上机调试，进一步理解线性表、链表、环表的基本概念。

3、锻炼动手编程，独立思考的能力。

二、实验内容

从键盘输入10个数，编程实现分别用插入排序、交换排序、选择排序算法进行排序，输出排序后的序列。

三、程序设计

1、概要设计

为实现上述程序功能，应用线性表寄存数字序列。为此，需要线性表的抽象数据结构。

(1)、线性表的抽象数据类型定义为：

ADT SqList{

数据对象：D={|,1,2,,,0}i i a a ElemSet i n n ∈=≥

数据关系：R1=11{,|,,1,2,,}i i i i a a a a D i n --<>∈=

基本操作：

CreateList(&L)

操作结果：构造一个线性表L 。

ShowList(&L)

初始条件：线性表L 已存在。

操作结果：按顺序在屏幕上输出L 的数据元素。

InsertSort(&L)

初始条件：线性表L 已存在。

操作结果：对L 的数据元素进行插入排序。

QuickSort(&L)

初始条件：线性表L 已存在。

操作结果：对L 的数据元素进行快速排序。

SelectSort(&L)

初始条件：线性表L 已存在。

操作结果：对L 的数据元素进行选择排序。

}ADT SqList

(2)、宏定义

#define MAXSIZE 10

#define OVERFLOW -2

#define OK 1

#define ERROR 0

#define TRUE 1

#define FALSE 0

(3)、主程序流程

主程序首先调用CreateList(l1)函数创建顺序表l1。

随后调用InsertSort(l1)、QuickSort(l2)、SelectSort(l3)函数计算三种排序结果，并调用相应的ShowList()函数显示排序结果。

(4)、模块调用关系：

由主函数模块调用创建模块，显示模块与计算模块。

(5)、流程图

2、详细设计

(1)、数据类型设计

typedef int Status;

typedef int ElemType; //定义数据元素类型

typedef struct{

ElemType r[MAXSIZE+1];

int length;

}SqList; //定义顺序表类型

(2)、操作算法设计

Status CreateList(SqList &L){

//创建顺序表

L.length=0;

for(int i=1;i<=MAXSIZE;i++){

scanf("%d",&L.r[i]);

L.length++;

}

return OK;

}

Status ShowList(SqList &L){

//显示顺序表的内容

for(int i=1;i<=MAXSIZE;i++)

printf("%d ",L.r[i]);

return OK;

}

void InsertSort(SqList &L){

//插入排序

for(int i=2;i<=L.length;++i)

if(L.r[i]

L.r[i]=L.r[i-1];

for(int j=i-2;L.r[0]

L.r[j+1]=L.r[j]; //记录后移

L.r[j+1]=L.r[0]; //插入到正确位置

}

}

int Partition(SqList &L, int low, int high){

//一趟快速排序

L.r[0]=L.r[low]; //用子表第一个记录做枢轴元素

int pivotkey=L.r[low]; //枢轴记录关键字

while(low

while(low=pivotkey) --high;

L.r[low]=L.r[high]; //将记录小的移到低端

while(low

L.r[high]=L.r[low]; //将记录大的移到高端

}

L.r[low]=L.r[0]; //枢轴记录到位

return low; //返回枢轴位置

}

void QSort(SqList &L,int low,int high){

//对[low,high]做快速排序

if(low

int pivotloc=Partition(L,low,high); //一分为二

QSort(L,low,pivotloc-1); //对低子表递归排序

QSort(L,pivotloc+1,high); //对高子表递归排序

}

}

void QuickSort(SqList &L){

//对L快速排序

QSort(L,1,L.length);

}

void SelectSort(SqList &L){

//对L选择排序

for(int i=1;i

int k=i;

for(int j=i+1;j<=L.length;j++)

if(L.r[j]

k=j;

if(k!=i){

L.r[0]=L.r[i];L.r[i]=L.r[k];L.r[k]=L.r[0]; //与第i个元素交换}

}

}

(3)、主函数设计

int main(){

//主程序

SqList l1,l2,l3;

printf("Please input 10 numbers:\n");

CreateList(l1); //创建线性表l1

l2=l1;

l3=l1;

InsertSort(l1); //对l1插入排序

printf("The result of InsertSort is:\n");

ShowList(l1);

printf("\n");

QuickSort(l2); //对l2快速排序

printf("The result of QuickSort is:\n");

ShowList(l2);

printf("\n");

SelectSort(l3); //对l3选择排序

printf("The result of SelectSort is:\n");

ShowList(l3);

printf("\n");

return 0;

}

四、程序调试分析

1、由于对于快速排序理解不深，开始时出现了许多细节问题，导致排序结果不正常，经过修改后得以解决。

2、在选择排序中，由于不细心，误将”<”打为”<=”导致结果不正常。

3、在快速排序中，一些后引入的变量，例如pivotkey没有声明，导致编译失败。

五、用户使用说明

1、本程序的运行环境为DOS操作系统，执行文件为：Sort.exe。

2、进入程序后，在Please input 10 numbers:后输入所需排序的十个整数，回车运行程序。

3、程序运行后即在屏幕上输出计算结果。

六、程序运行结果

1、

2、

七、程序清单

#define MAXSIZE 10

#define OVERFLOW -2

#define OK 1

#define ERROR 0

#define TRUE 1

#define FALSE 0

#include"stdio.h"

#include"stdlib.h"

typedef int Status;

typedef int ElemType; //定义数据元素类型

typedef struct{

ElemType r[MAXSIZE+1];

int length;

}SqList; //定义顺序表类型

Status CreateList(SqList &L){

//创建顺序表

L.length=0;

for(int i=1;i<=MAXSIZE;i++){

scanf("%d",&L.r[i]);

L.length++;

}

return OK;

}

Status ShowList(SqList &L){

//显示顺序表的内容

for(int i=1;i<=MAXSIZE;i++)

printf("%d ",L.r[i]);

return OK;

}

void InsertSort(SqList &L){

//插入排序

for(int i=2;i<=L.length;++i)

if(L.r[i]

L.r[0]=L.r[i]; //复制为哨兵

L.r[i]=L.r[i-1];

for(int j=i-2;L.r[0]

L.r[j+1]=L.r[j]; //记录后移

L.r[j+1]=L.r[0]; //插入到正确位置

}

}

int Partition(SqList &L, int low, int high){

//一趟快速排序

L.r[0]=L.r[low]; //用子表第一个记录做枢轴元素

int pivotkey=L.r[low]; //枢轴记录关键字

while(low

while(low=pivotkey) --high;

L.r[low]=L.r[high]; //将记录小的移到低端

while(low

L.r[high]=L.r[low]; //将记录大的移到高端

}

L.r[low]=L.r[0]; //枢轴记录到位

return low; //返回枢轴位置

}

void QSort(SqList &L,int low,int high){

//对[low,high]做快速排序

if(low

int pivotloc=Partition(L,low,high); //一分为二

QSort(L,low,pivotloc-1); //对低子表递归排序

QSort(L,pivotloc+1,high); //对高子表递归排序

}

}

void QuickSort(SqList &L){

//对L快速排序

QSort(L,1,L.length);

}

void SelectSort(SqList &L){

//对L选择排序

for(int i=1;i

int k=i;

for(int j=i+1;j<=L.length;j++)

if(L.r[j]

k=j;

if(k!=i){

L.r[0]=L.r[i];L.r[i]=L.r[k];L.r[k]=L.r[0]; //与第i个元素交换}

}

}

int main(){

//主程序

SqList l1,l2,l3;

printf("Please input 10 numbers:\n"); CreateList(l1); //创建线性表l1

l2=l1;

l3=l1;

InsertSort(l1); //对l1插入排序printf("The result of InsertSort is:\n"); ShowList(l1);

printf("\n");

QuickSort(l2); //对l2快速排序printf("The result of QuickSort is:\n"); ShowList(l2);

printf("\n");

SelectSort(l3); //对l3选择排序printf("The result of SelectSort is:\n"); ShowList(l3);

printf("\n");

return 0;

}