数据结构实验快速排序
数据结构实验快速排序
数据结构实验快速排序
一、实验背景
快速排序是一种经典的排序算法，在数据结构课程中被广泛教授和应用。其基本思想是通过分治法将一个大问题拆解为多个小问题，并利用递归的方式解决这些小问题。快速排序具有较高的效率和灵活性，是一种常用的排序算法。
二、实验目的
本实验旨在通过实践掌握快速排序的原理和实现方法，加深对分治思想的理解，以及熟悉数据结构的应用。
三、实验内容
⒈理论部分
⑴快速排序的算法原理
- 快速排序的基本步骤
- 快速排序的时间复杂度分析
⑵快速排序的应用领域
- 在哪些场景下适合使用快速排序
- 快速排序与其他排序算法的比较⒉实验设计
⑴数据结构的选择
- 快速排序中需要使用的数据结构
⑵算法的设计与实现
- 快速排序的伪代码描述
- 利用编程语言实现快速排序算法⒊实验步骤
⑴数据准备
- 定义要排序的数据元素
⑵快速排序算法的实现
- 编写快速排序的代码
- 运行代码并验证结果
四、实验结果与分析
⒈实验结果展示
- 展示原始数据及排序后的结果
- 记录排序所花费的时间
⒉实验结果分析
- 对实验结果进行分析，包括时间复杂度等方面的评估
- 比较快速排序与其他排序算法的性能差异
五、实验总结
⒈实验收获
- 总结实验过程中你从中学到的知识和经验
⒉实验改进
- 提出对实验的改进意见或建议，如如何优化算法性能等附件：
- 实验所用程序代码附件
法律名词及注释：
⒈快速排序：一种排序算法，其原理是通过分治法将一个大问题拆解为多个小问题，并利用递归的方式解决这些小问题。
⒉分治法：一种将大问题拆解为小问题，再将小问题的解合并为大问题解的算法思想。
⒊时间复杂度：描述算法运行时间与输入数据规模之间的关系的度量指标。
数据结构实验快速排序
数据结构实验快速排序 快速排序是一种经典的排序算法，它基于分治思想。本文将介绍使用快速排序算法进行数据结构实验的步骤和要点。 ⒈实验目的 ●理解快速排序算法的原理和实现过程 ●掌握快速排序算法的时间复杂度分析 ●熟悉快速排序算法的应用场景和优化方法 ⒉实验材料 ●计算机编程环境（如C/C++、Java等） ●数据结构实验所需数据集 ⒊实验步骤 ⑴准备数据集 根据实验需求，准备不同规模的数据集，可以是整数、浮点数或字符串。 ⑵实现快速排序算法 ⒊⑴选择一个枢轴元素
从待排序序列中选择一个元素作为枢轴元素（通常选择第一个元素或随机选择）。 ⒊⑵分割操作 将待排序序列中的元素分割成两个子序列，小于枢轴元素的放在左边，大于等于枢轴元素的放在右边。 ⒊⑶递归调用 对左右两个子序列分别递归调用快速排序。 ⑶调用快速排序算法 将准备好的数据集作为输入，调用快速排序算法进行排序。 ⑷输出结果 将排序好的结果打印输出或保存到文件中，以供查看和分析。 ⒋实验注意事项 ●在实现快速排序算法时，需要注意边界情况和特殊情况的处理，如空数组或只有一个元素的数组。 ●在递归调用快速排序时，需要设置递归终止条件，避免无限递归。
●在测试和验证实验结果时，可以使用已知正确的排序算法进行对比，确保算法正确性。 ⒌实验结果分析 对已排序和未排序的不同规模数据集进行快速排序，并分析排序时间随数据规模增长的变化趋势。 ⒍时间复杂度分析 快速排序的平均时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况下为 O(n^2)，其中n为待排序序列的长度。 ⒎应用场景 快速排序适用于对大规模数据集进行排序，并且相对于其他排序算法具有较高的效率。 附件： 附件1：快速排序的源代码示例 法律名词及注释： ●快速排序：一种排序算法，通过比较和交换来实现元素的排序，基于分治思想。适用于对大规模数据集进行排序。 ●时间复杂度：一个算法执行所需要的计算工作量。通常用算法输入规模的函数表示。
数据结构实验报告-排序
数据结构实验报告-排序 一、实验目的 本实验旨在探究不同的排序算法在处理大数据量时的效率和性能表现，并对比它们的优缺点。 二、实验内容 本次实验共选择了三种常见的排序算法：冒泡排序、快速排序和归并排序。三个算法将在同一组随机生成的数据集上进行排序，并记录其性能指标，包括排序时间和所占用的内存空间。 三、实验步骤 1. 数据的生成 在实验开始前，首先生成一组随机数据作为排序的输入。定义一个具有大数据量的数组，并随机生成一组在指定范围内的整数，用于后续排序算法的比较。 2. 冒泡排序 冒泡排序是一种简单直观的排序算法。其基本思想是从待排序的数据序列中逐个比较相邻元素的大小，并依次交换，从而将最大（或最小）的元素冒泡到序列的末尾。重复该过程直到所有数据排序完成。 3. 快速排序
快速排序是一种分治策略的排序算法，效率较高。它将待排序的序列划分成两个子序列，其中一个子序列的所有元素都小于等于另一个子序列的所有元素。然后对两个子序列分别递归地进行快速排序。 4. 归并排序 归并排序是一种稳定的排序算法，使用分治策略将序列拆分成较小的子序列，然后递归地对子序列进行排序，最后再将子序列合并成有序的输出序列。归并排序相对于其他算法的优势在于其稳定性和对大数据量的高效处理。 四、实验结果 经过多次实验，我们得到了以下结果： 1. 冒泡排序 在数据量较小时，冒泡排序表现良好，但随着数据规模的增大，其性能明显下降。排序时间随数据量的增长呈平方级别增加。 2. 快速排序 相比冒泡排序，快速排序在大数据量下的表现更佳。它的排序时间线性增长，且具有较低的内存占用。 3. 归并排序 归并排序在各种数据规模下都有较好的表现。它的排序时间与数据量呈对数级别增长，且对内存的使用相对较高。 五、实验分析
数据结构实验报告-排序
实验6：排序（主要排序算法的实现） 一、实验项目名称 主要排序算法的实现 二、实验目的 深入了解各种内部排序方法及效率分析。 三、实验基本原理 1.冒泡排序：从左到右，相邻元素进行比较。每次比较一轮，就会找到序列中最大 的一个或最小的一个。这个数就会从序列的最右边冒出来。时间复杂度：O(n^2) 2.快速排序：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所 有数据比另一部分的所有数据要小，再按这种方法对这两部分数据分别进行快 速排序，整个排序过程可以递归进行，使整个数据变成有序序列。时间复杂度： O(nlogn) 3.归并排序：对于一个待排序的数组，首先进行分解，将整个待排序数组以mid中 间位置为界，一分为二，随后接着分割，直至到最小单位无法分割；开始进行治 的操作，将每两个小部分进行比较排序，并逐步合并；直至合并成整个数组的大 小。从而完成了整个排序的过程。时间复杂度：O(nlogn) 4.插入排序：插入排序的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排 序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。时间复杂度：O(n^2) 5.希尔排序：把记录按下标的一定增量分组，对每组使用直接插入排序算法排序； 随着增量逐渐减少，每组包含的关键词越来越多，当增量减至 1 时，整个文 件恰被分成一组，算法便终止。时间复杂度：O(n^1.3) 6.选择排序：第一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存 放在序列的起始位置，然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小（大）元素，然 后放到已排序的序列的末尾。. 以此类推，直到全部待排序的数据元素的个数 为零。时间复杂度O(n^2) 7.堆排序：将待排序序列构造成一个大顶堆，此时，整个序列的最大值就是堆顶的 根节点。将其与末尾元素进行交换，此时末尾就为最大值。然后将剩余n-1个元 素重新构造成一个堆，这样根节点会是n个元素中的次小值，将其与n-1的元 素互换，剩下n-2个元素继续建堆。如此反复执行，便能得到一个有序序列了。 时间复杂度O(nlogn) 四、主要仪器设备及耗材 Window 11、Dev-C++5.11 五、实验步骤 1.导入库和预定义(h表示堆，q表示序列)
数据结构实验八快速排序实验报告
数据结构实验八快速排序实验报告 一、实验目的 1.掌握快速排序算法的原理。 2. 掌握在不同情况下快速排序的时间复杂度。 二、实验原理 快速排序是一种基于交换的排序方式。它是由图灵奖得主 Tony Hoare 发明的。快速 排序的原理是：对一个未排序的数组，先找一个轴点，将比轴点小的数放到它的左边，比 轴点大的数放到它的右边，再对左右两部分递归地进行快速排序，完成整个数组的排序。 优缺点： 快速排序是一种分治思想的算法，因此，在分治思想比较适合的场景中，它具有较高 的效率。它是一个“不稳定”的排序算法，它的工作原理是在大数组中选取一个基准值， 然后将数组分成两部分。具体过程如下： 首先，选择一个基准值（pivot），一般是选取数组的中间位置。然后把数组的所有值，按照大小关系，分成两部分，小于基准值的放左边，大于等于基准值的放右边。 继续对左右两个数组递归进行上述步骤，直到数组只剩一个元素为止。 三、实验步骤 1.编写快速排序代码： void quicksort(int *a,int left,int right) { int i,j,t,temp; if(left>right) return; temp=a[left]; i=left; j=right; while(i!=j) {
// 顺序要先从右往左移 while(a[j]>=temp&&i 《数据结构》实验报告排序实验题目： 输入十个数，从插入排序，快速排序，选择排序三类算法中各选一种编程实现。 实验所使用的数据结构内容及编程思路： 1.插入排序：直接插入排序的基本操作是，将一个记录到已排好序的有序表中，从而得到一个新的，记录增一得有序表。 一般情况下，第i趟直接插入排序的操作为：在含有i-1个记录的有序子序列r［1..i-1］中插入一个记录r［i］后，变成含有i个记录的有序子序列r［1..i］；并且，和顺序查找类似，为了在查找插入位置的过程中避免数组下标出界，在r［0］处设置哨兵。在自i-1起往前搜索的过程中，可以同时后移记录。整个排序过程为进行n-1趟插入，即：先将序列中的第一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序列为止。 2.快速排序：基本思想是，通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。 假设待排序的序列为{L.r[s]，L.r[s+1],…L.r[t]},首先任意选取一个记录(通常可选第一个记录L.r[s])作为枢轴（或支点）（pivot），然后按下述原则重新排列其余记录：将所有关键字较它小的记录都安置在它的位置之前，将所有关键字较大的记录都安置在它的位置之后。由此可以该“枢轴”记录最后所罗的位置i作为界线，将序列{L.r[s]，…，L.r[t]}分割成两个子序列{L.r[i+1],L.[i+2],…,L.r[t]}。这个过程称为一趟快速排序，或一次划分。 一趟快速排序的具体做法是：附设两个指针low和high，他们的初值分别为low和high，设枢轴记录的关键字为pivotkey，则首先从high所指位置起向前搜索找到第一个关键字小于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换，然后从low所指位置起向后搜索，找到第一个关键字大于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换， 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ni，求让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。 基本要求： （1）数据的输入输出格式： 输入： 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。 输出： 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。 （2）使用快速排序，轴值采用随机数确定。 一、需求分析： 本程序需要利用数组来存放操作数，并进行相应的操作。 实现提示： （1）将n个正整数排序后依次输出即可。 （2）需调用srand()，才能让每次的随机数不一样。 测试数据 输入 9 5 3 4 2 6 1 5 7 3 输出 1 2 3 3 4 5 5 6 7 二、概要设计： 抽象数据类型： 需一维数组来进行相应的操作。 算法的基本思想： 1、利用随机数产生轴值。为保证轴值在相应的范围内可采用： rand()%(j-i+1)+I 进行处理，那么返回的结果就在i到j之间。 2、将轴值的位置的数与末尾的数进行互换。 3、进行数据的调整，I从左边开始，找到第一个比轴值处数大的元素， 然后让r从右边开始找到第一个比轴值处数小的元素，两者进行互换。如此进行，直到I>r。最后将I和r位置的数互换。同时返回I的值。 4、交换I和末尾的数，则I左边的数比它小，右边的数比它大。 5、I将整个数组分为左右两部分，两边再进行同样的操作。 程序的流程 程序由三个模块组成： 输入模块：读入任务数n，和每件任务所花的时间，存放在数组里面。 处理模块：进行快拍操作。 输出模块：将排好序的数据输出。 三、详细设计 算法的具体步骤： template 数据结构实验报告排序 数据结构实验报告：排序 引言： 排序是计算机科学中常见的算法问题之一，它的目标是将一组无序的数据按照特定的规则进行排列，以便于后续的查找、统计和分析。在本次实验中，我们将学习和实现几种常见的排序算法，并对它们的性能进行比较和分析。 一、冒泡排序 冒泡排序是最简单的排序算法之一，它通过不断交换相邻的元素，将较大（或较小）的元素逐渐“冒泡”到数组的一端。具体实现时，我们可以使用两层循环来比较和交换元素，直到整个数组有序。 二、插入排序 插入排序的思想是将数组分为两个部分：已排序部分和未排序部分。每次从未排序部分中取出一个元素，插入到已排序部分的适当位置，以保持已排序部分的有序性。插入排序的实现可以使用一层循环和适当的元素交换。 三、选择排序 选择排序每次从未排序部分中选择最小（或最大）的元素，与未排序部分的第一个元素进行交换。通过不断选择最小（或最大）的元素，将其放置到已排序部分的末尾，从而逐渐形成有序序列。 四、快速排序 快速排序是一种分治的排序算法，它通过选择一个基准元素，将数组划分为两个子数组，其中一个子数组的所有元素都小于等于基准元素，另一个子数组的所有元素都大于基准元素。然后对两个子数组分别递归地进行快速排序，最终 将整个数组排序。 五、归并排序 归并排序也是一种分治的排序算法，它将数组划分为多个子数组，对每个子数组进行排序，然后再将排好序的子数组合并成一个有序的数组。归并排序的实现可以使用递归或迭代的方式。 六、性能比较与分析 在本次实验中，我们对以上几种排序算法进行了实现，并通过对不同规模的随机数组进行排序，比较了它们的性能。我们使用了计算排序时间的方式，并记录了每种算法在不同规模下的运行时间。通过对比实验结果，我们可以得出以下结论： 1. 冒泡排序和插入排序在处理小规模数据时表现较好，但在处理大规模数据时性能较差，因为它们的时间复杂度为O(n^2)。 2. 选择排序的时间复杂度也为O(n^2)，与冒泡排序和插入排序相似，但相对而言，选择排序的性能稍好一些。 3. 快速排序是一种高效的排序算法，它的平均时间复杂度为O(nlogn)，但在最坏情况下可能达到O(n^2)。快速排序的性能受到基准元素的选择和划分策略的影响。 4. 归并排序是一种稳定的排序算法，它的时间复杂度为O(nlogn)，但相对较高的空间复杂度可能成为其不足之处。 结论： 通过本次实验，我们深入学习了几种常见的排序算法，并对它们的性能进行了比较和分析。不同的排序算法适用于不同规模和类型的数据，我们可以根据实 数据结构实验快速排序 快速排序（Quicksort）是一种常用的排序算法，其基本思想是 通过一趟排序将待排序序列分割成独立的两部分，其中一部分的所 有元素小于等于基准值，而另一部分的所有元素大于等于基准值， 然后再对这两部分分别进行快速排序，以达到整个序列有序的目的。 本文将详细介绍快速排序的实现步骤，包括选择基准值、划分 操作和递归排序等。 一、选择基准值 在快速排序中，我们需要选择一个基准值。基准值的选择可以 影响快速排序的效率，一般选择待排序序列的第一个元素作为基准值。 二、划分操作 划分操作是快速排序的核心步骤之一。在划分操作中，我们需 要将待排序序列划分成两部分，一部分的元素小于等于基准值，另 一部分的元素大于等于基准值。 具体的划分操作步骤如下： 1.设置左右两个指针，分别指向待排序序列的第一个和最后一 个元素。 2.左指针向右移动，直到遇到大于等于基准值的元素。 3.右指针向左移动，直到遇到小于等于基准值的元素。 4.如果左指针小于等于右指针，则交换左右指针所指向的元素，并将左指针右移、右指针左移。 5.重复步骤2~4，直到左指针大于右指针。 三、递归排序 在划分操作之后，我们得到了两个独立的子序列。接下来，我 们需要将这两个子序列分别进行递归排序，以达到整个序列有序的 目的。 具体的递归排序步骤如下： 1.如果待排序序列的长度大于1，则进行以下操作： a.以基准值将序列划分成两部分。 b.对左子序列进行递归排序。 c.对右子序列进行递归排序。 2.合并左右子序列和基准值，得到有序序列。 法律名词及注释： 1.版权：指对作品享有的全部权利的法律保护，包括复制权、 发行权、出租权、表演权、展览权、改编权等。 数据结构排序算法之 快速排序 ●算法介绍 快速排序也是交换类排序的一种。快速排序是选择一个数据作为枢纽，将啊序列分为两部分，枢纽的一边比它小(至少不大于)，另一边比它大(至少不小于)。 ●执行流程 原始序列：23 45 12 90 78 56 I J 进行第一趟排序，选择23作为枢纽，整个过程是一次交替扫描的过程 1)使用最后一个元素J=56开始从右向左扫描 23 45 12 90 78 56 56>23不交换,J-- I J 23 45 12 90 78 56 78>23 J-- I J 23 45 12 90 78 56 12<23 交换I++ I J 12 45 90 78 56 45>23 交换J-- I J 12 45 90 78 56 此时I=J 所以这个位置为枢纽的位置 IJ 12 23 45 90 78 56 一趟排序结束 2) 然后从枢纽的位置开始分为两部分，按照同样的方法进行排序即可，也就递归。 ●示例代码 #include tmp =a[s]; while(i!=j) { while(j>i&&a[j]>tmp)j--; if(i 实验五排序的操作(2) 一、实验目的 1．深刻理解排序的定义和各种排序方法的特点； 2．掌握常用的排序方法，并掌握用高级语言实现排序算法的方法。 二、实现提示 起泡排序的排序过程：将第一个记录的关键字与第二个记录的关键字进行比较，若为逆序r[1].key>r[2].key，则交换；然后比较第二个记录与第三个记录；依次类推，直至第n-1个记录和第n个记录比较为止——第一趟冒泡排序，结果关键字最大的记录被放在最后。对前n-1个记录进行第二趟冒泡排序，结果使关键字次大的记录被放在第n-1个位置。重复上述过程，直到“在一趟排序过程中没有进行过交换记录的操作”为止。 快速排序的基本思想：通过一趟排序，将待排序记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录进行排序，以达到整个序列有序。 快速排序的排序过程：对r[s……t]中记录进行一趟快速排序，附设两个指针i和j，设r p=r[s]，x=r p.key。初始时令i=s, j=t。首先从j所指位置向前搜索第一个关键字小于x的记录，并和r p交换。再从i所指位置起向后搜索，找到第一个关键字大于x的记录，和r p交换。重复上述两步，直至i=j为止。再分别对两个子序列进行快速排序，直到每个子序列只含有一个记录为止。 三、实验内容 起泡排序与快速排序的实现，并统计每一种排序算法所耗费的时间。 四、程序填空与调试 #include 实验8 快速排序 1．需求分析 （1）输入的形式和输入值的范围： 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。中间用空格或者回车隔开。 不对非法输入做处理，及假设用户输入都是合法的。 （2）输出的形式： 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。 （3）程序所能达到的功能： 在操作系统中，当有n 件任务同时来临时，每件任务需要用时ni，输出所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。 （4）测试数据： 输入 请输入任务个数：9 请输入任务用时：5 3 4 2 6 1 5 7 3 输出 任务执行的顺序：1 2 3 3 4 5 5 6 7 2．概要设计 （1）抽象数据类型的定义： 为实现上述程序的功能，应以整数存储用户的第一个输入。并将随后输入的一组数据储存在整数数组中。 （2）算法的基本思想： 如果将任务按完成时间从小到大排序，则在完成前一项任务时后面任务等待的时间总和最小，即得到最小的任务处理顺序。 采取对输入的任务时间进行快速排序的方法可以在相对较小的时间复杂度下得到从小到大的顺序序列。 3．详细设计 （1）实现概要设计中定义的所有数据类型： 第一次输入的正整数要求大于零，为了能够存储，采用int型定义变量。 接下来输入的一组整数，数据范围大于零，为了排序需要，采用线性结构存储，即int类型的数组。 （2）实现程序的具体步骤： 一.程序主要采取快速排序的方法处理无序数列： 1．在序列中根据随机数确定轴值，根据轴值将序列划分为比轴值小和比轴值大的两个子序列。 快速排序 一、问题描述 排序是数据结构中典型的算法，经常有插入排序、选择排序、快速排序等。本文要求对排序表中的无序数据进行快速排序，并讨论快速排序的改进方法（双倍快速排序、基于归并的快速排序），这样可以对排序进行优化，提高效率。 二、基本要求 1、选择合适的存储结构建立排序表，并能遍历表输出元素。 2、编写快速排序算法，并能够输出排序的结果。 3. 快速排序及其改进—双倍快速排序和基于归并的快速排序算法。 三、测试数据 输入以下数据：5 、3、7、11、1、9、4、8 四、算法思想 1、普通快速排序的基本思想：可以运用一趟快速排序把序列分成分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行快速排序，以达到整个序列有序。一趟的快速排序是：附设两个指针low和high，它们的初值分别为low和high，设枢轴记录的关键字为pivotkey,则首先从high所指位置起向前搜索到第一个关键字小于pivotkey大的记录和枢轴记录互相交换，然后从low所指位置向后搜索，找到第一个关键字大于pivotkey的记录和枢轴记录互相交换，重复这两部直至low=high为止。 2、双倍快速排序思想：快速排序的基本思想是基于分支策略的思想。即对于输入的子序列L[low..high],如果规模足够小则直接进行排序,否则分三步处理: 1) 分解(Divide) :设输入的序列L[low..High],确定支点元素L[low]和L[High],并使L[Low].key<=Ll[High].key ,然后分解(Divide):将序列L[low ..High ]划分成三个子序列L[Low..L-1]、L[L+1..H-1]和L[H+1..High],使L[low ..High]中元素的关系为 L[Low..L-1] 实验7 排序 实验人：学号:时间： 一、实验目的 1.熟悉掌握教材中所介绍的几种排序方法。 2.学会分析各种内排序算法的性能。 二、实验内容 1.随机产生20位整数 2.输入序列，编写程序，按下列排序方法将序列从小到大排序并输出。 (1)冒泡排序 (2)快速排序 3.纪录每种方法比较次数和移动次数 三、实验步骤 1、冒泡排序 冒泡排序（BubbleSort）的基本概念是：依次比较相邻的两个数，将小数放在前面，大数放在后面。即首先比较第1个和第2个数，将小数放前，大数放后。然后比较第2个数和第3个数，将小数放前，大数放后，如此继续，直至比较最后两个数，将小数放前，大数放后。重复以上过程，仍从第一对数开始比较。如此下去，直至最终完成排序。 2、快速排序 (1)基本思想 快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基 本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都 比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整 个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。 (2)实现方法 设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一 趟快速排序。一趟快速排序的算法是： 1）设置两个变量I、J，排序开始的时候：I=1，J=N-1； 2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X=A[0]； 3）从J开始向前搜索，即由后开始向前搜索（J=J-1），找到第一个小于X的值，让该值与X交换； 4）从I开始向后搜索，即由前开始向后搜索（I=I+1），找到第一个大于X的值，让该值与X交换； 5）重复第3、4步，直到I=J； 四、算法说明 五、测试结果 六、分析与探讨 七、附录：源代码 源代码列在附录中，要求程序风格清晰易理解，有充分的注释。有意义的注释行不 少于30%。 数据结构快速排序算法 快速排序（Quick Sort）是一种常用的排序算法，由东尼·霍尔（Tony Hoare）于1960年提出。在平均情况下，其时间复杂度为O(nlogn)。 快速排序算法采用了分治的思想，将一个大问题划分成若干个小问题解决，比较适合处理大量数据。快速排序算法的主要思路是通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另一部分的数据小，然后再对这两部分继续进行快速排序，以达到整个序列有序的目的。 算法步骤： 1. 选取一个基准元素，一般取待排序序列的第一个元素； 2. 将待排序序列划分成两部分，左边是比基准元素小的部分，右边是比基准元素大的部分； 3. 对左右两部分分别进行递归调用快速排序算法，直到所有子序列都有序； 4. 最后将左边的有序子序列和右边的有序子序列合并起来，整个序列就有序了。 代码实现： #include arr[i] = arr[j]; while (i < j && arr[i] <= pivot) { i++; } arr[j] = arr[i]; } arr[i] = pivot; quickSort(arr, left, i-1); quickSort(arr, i+1, right); } 算法分析： 由于快速排序算法采用了递归调用，因此其需要使用函数栈来保存每层递归调用的上 下文环境。在最坏情况下，快速排序的时间复杂度为O(n^2)，其中n为要排序的元素个数，当整个序列已经有序或者近似有序时，快速排序就会退化为冒泡排序。 总结： 快速排序算法是一种高效的排序算法，在实际应用中具有广泛的应用。为了提高其效率，一般采用优化算法来避免最坏情况的出现，如随机取基准元素、三数取中等。与其它 排序算法相比，快速排序算法具有优良的时间复杂度与适应性。 HUNAN UNIVERSITY 课程实验报告 题目：快速排序 学生姓名： 学生学号： 专业班级： 指导老师： 完成日期： 一．需求分析 输入形式 本程序由用户输入任务总数以及每个任务所花时间，中间用空格或换行隔开，任务总数必须为正整数，当用户输入错误时提示用户输入有误并重新输入。具体格式如下： 请输入任务总数： 请输入各个任务所花时间： 输出形式 在对这些任务所花时间进行快速排序后，将这些数据从小到大输出任务时间。具体格式如下： 任务所花时间的排序如下： 程序功能 本程序可由用户对一组数据进行快速排序，并从大到小输出这个排序序列 测试数据 1.请输入任务总数：4 请输入各个任务所花时间：1 2 5 7 任务所花时间从小到大的排序如下：1 2 5 7 2.请输入任务总数：5 请输入各个任务所花时间：10 8 3 2 1 任务所花时间从小到大的排序如下：1 2 3 8 10 3.请输入任务总数：6 请输入各个任务所花时间：10 10 19 45 23 5 任务所花时间从小到大的排序如下：5 10 10 19 23 45 4.请输入任务总数：-3.5a 输入有误，请重新输入 5.请输入任务总数：-1 结束程序 二．概要设计 算法基本思想 根据用户的输入，选定一个轴值，轴值用随机函数srand()随机确定一个(0~n-1)的随机数作下标，使用数组中对应下标存储的整数作为快速排序的轴值R。将所有其他整数k’与轴值R比较,若 k 数据结构实验快速排序 一：实验目的 本实验旨在通过编写快速排序算法，加深对数据结构中快速排序原理和操作过程的理解，并掌握其具体应用。 二：实验要求 1. 熟悉并了解快速排序算法的基本思想； 2. 掌握使用递归方式进行数组切分及元素交换； 3. 能够正确地按照升序或降序排列给定数组； 三：实验步骤与方法 1. 定义一个函数quickSort(arr, low, high)，其中arr为待排序数组，low表示起始位置索引，high表示结束位置索引。 2. 在quickSort函数内部： a) 若low >= high，则返回（即不需要再继续划分）； b) 选择枢轴元素pivot = arr[high]作为比较标准，并初始化i=low-1; c) 遍历从j=low到(high-1): - 如果arr[j]小于等于pivot，则将i自增后与j所指向值互换：s[i+1], arr[j])。此时,i之前都是小于等于pivot的数。 d) 将枢轴放置在合适位置上: s[i+1], arr[high]) e）以新确定好枢轴下标(i + １), 分别调用 quicksort 函数处理左右两个子区间. 3.测试代码是否能够正确地对给定数组进行排序。 四：实验结果与分析 1. 经过多次测试，快速排序算法能够准确且高效地将给定的无序数组按照升序或降序排列。 2. 快速排序是一种原址比较型非稳定性内部交换式的基于递归划分思想的常用排序方法。其时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为 O(logn)。 五：实验总结 通过本次实验，我深入了解并掌握了快速排序算法在数据结构中的应用和操作步骤。同时也加强了我的编程能力和问题解决能力，在以后遇到类似情况时可以更好地处理相关任务。 六：参考资料： 数据结构排序方法总结 1. 冒泡排序 冒泡排序是一种简单的交换排序算法，它重复地遍历要进行排序的列表，比较相邻元素，并按照大小顺序逐个交换。具体步骤如下：- 从第一个元素开始，依次与后面的每个元素进行比较。 - 如果当前元素大于后面的某个元素，则将两者位置互换。 - 继续向前移动到下一个位置并执行上述操作。 2. 插入排序 插入排序是一种稳定且原址（in-place）工作方式的算法，在这里待排数组分为已经有序和未经处理两部分。初始时，默认第一个数为已经有序区间内唯一数字；然后不断取出剩余未处理数字中最左端首位加进来放在合适位置即可完成整理过程。 3. 快速排序 快速选择使用了“二叉树”的思想：通过对选定基准值pivot 的调整使得其所处索引i 左右各自都满足条件arr[i] <= pivot 和 arr[j] >= pivot ，再利用该性质把目标范围缩小至只包含k 项以及更少数量级别问题等情形达成全局解答. 4. 归并接口函数: 彼此之间没有任何联系,但是在算法实现时,它们都需要用到递归的思想. 分治策略（Divide and Conquer）：将原问题切割成若干个规模较小而结构与之相似的子问题，然后各个击破，最终合并其结果。 5. 希尔排序 希尔排序也称为缩减增量排序。通过比较间隔 h 的元素来工作，在每一轮中使用插入排序对这些元素进行交换和移动操作。 - 选择一个步长序列 t1、t2、……ti ，其中 ti > tj （i < j），且 tk = 1； - 按步长序列所确定的多个组进行排好顺序； - 然后再按次数不断地缩小距离 d 进行着重选取数据项，并把该区域内所有同样位置上有关联值放置于正确位罢了。 6. 堆推荐书籍: 堆可以看做完全二叉树(Complete Binary Tree)或者近似完全二叉树(Nearly Complete Binary Tree)，即除去底层外其他各层节点均满足左右两侧连续性. 本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！ == 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ == 快速排序算法实验报告 篇一：快速排序( 实验报告附C++源码) 快速排序 一、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ni，求让所有任务等待的时间和最小的任务处理顺序。 二、需求分析 1. 输入事件件数n，分别随机产生做完n件事所需要的时间； 2. 对n件事所需的时间使用快速排序法，进行排序输出。排序时，要求轴 值随机产生。 3. 输入输出格式： 输入： 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。输出： 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：输入 9 5 3 4 2 6 1 5 7 3 输出 1 2 3 3 4 5 5 6 7 三、概要设计 抽象数据类型 因为此题不需要存储复杂的信息，故只需一个整型数组就可以了。 算法的基本思想 对一个给定的进行快速排序，首先需要选择一个轴值，假设输入的数组中有k 个小于轴值的数，于是这些数被放在数组最左边的k个位置上，而大于周知的结点被放在数组右边的n-k个位置上。k也是轴值的下标。这样k把数组分成了两个子数组。分别对两个子数组，进行类似的操作，便能得到正确的排序结果。 程序的流程 输入事件件数n-->随机产生做完没个事件 所需时间-->对n个时间进行排序-->输出结果 快速排序方法（因图难画，举一个实例）：初始状态 72 6 57 88 85 42 l r 第一趟循环 72 6 57 88 85 42 l r 第一次交换 6 72 57 88 85 42 l r 第二趟循环 6 72 57 88 85 42 r l 第二次交换 72 6 57 88 85 42 r l 反转交换 6 72 57 88 85 42 r l 这就是依靠轴值，将数组分成两部分的实例（特殊情况下，可能为一部分，其中42是轴值）。对分成的两部分数组，分别尽心类似的操作，便可得符合要求的结果。 快速排序的函数模块； void qsort(int* array,int l,int r) { if(r<=l)return; int pivotIndex=l+rand()%(r-l+1);//随机选定轴值 swap1(array,pivotIndex,r);//将选定的轴值放到每段数组的最后 int k=partition(array,l-1,r,array[r]); //依靠轴值，将数组分//成两部分 swap1(array,k,r);//将轴值放到正确的位置上 福建江夏学院 《数据结构与关系数据库（本科）》实验报告姓名班级学号实验日期 课程名称数据结构与关系数据库（本科）指导教师成绩 实验名称：快速排序 一、实验目的 1、掌握快速排序算法； 二、实验环境 1、硬件环境：微机 2、软件环境：Windows XP，VC6.0 三、实验内容、步骤及结果 1、实验内容： 对于给定的一组关键字，编写一个快速排序的程序并进行排序输出。 3、代码： #include tbl->r[7].key=889; tbl->r[8].key=276; tbl->r[9].key=675; tbl->r[10].key=453; tbl->length=10; } void PrintData(S_TBL * tbl) { printf("R[0]:%d R[1-%d]:",tbl->r[0].key,tbl->length); for(int i=1;i<=tbl->length;i++) { printf("%03d ",tbl->r[i].key); } printf("\n"); } /*直接插入排序*/ void InsertSort(S_TBL * p) { int i,j; for(i=2;i<=p->length;i++) { if(p->r[i].key < p->r[i-1].key) /*小于时，需将elem[i]插入有序表*/ { p->r[0].key=p->r[i].key; /*为统一算法设置监测*/ for(j=i-1;p->r[0].key《数据结构》实验报告——排序
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