数据结构课程设计-侯亚兵.doc

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1、《数据结构》课程设计报告书题目：快速排序算法性能分析系别：计算机科学与应用系学号：学生姓名：侯亚兵指导教师：刘双红完成日期：2010.6.10快速排序算法性能分析1.需求分析首先，要求能够自动随机生成50、100、500、1000、5000、10000个数据，这些数据用数组a[N]存储并输出到屏幕上，同时把这些数据写入文件中，以供与输出相比较看是否排序正确。其次，程序对数组a[N]进行快速排序，并且要记录快速排序运算运行的时间。最后，输出部分将经过快速排序后的数组a[N]和快速排序运算运行时间格式化输出并且写入文件。2.概要设计程序流程如图1

2、所示：结束开始读入N的值N=0产生N个随机数，用数组a[N]存储并输出，然后写入文件对数组a[N]快速排序，并记录快速排序所用时间，然后输出a[N]和所用时间并写入文件图13.详细设计采用VC++作为开发工具，用数组来存储随机产生的无序随机数，方便对其进行快速排序，排序后仍用数组存储并输出。3.1产生随机数并存储到数组a[N]中用rand函数产生一定个数的随机数，用srand设置rand()随机序列种子，以防总是产生相同的随机数。把产生的随机数用数组a[N]存储起来并输出，以便于进行接下来的快速排序和排序前后的对照。并且把成的数据写入到文件中

3、方便查看和对照。代码如下：inti,N=1;FILE*fp=fopen("123.txt","w+");srand(time(NULL));printf("请输入你要生成的随机数个数N的值（0=

4、[i]);}3.2快速排序算法的实现快速排序（QuickSort）是对起泡排序的一种改进。它的基本思想是，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。假设待排序列为{a[0],a[1]，……，a[N-1]}，首先任意选取一个记录（通常可选第一个记录a[0]）作为枢轴（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，将所有关键字较它大的记录都安置在它的位置之后。由此可以该“枢轴”记录最后所落的位置i

5、作为分界线，将上述序列分割成两个子序列{a[0],a[1],……,a[i-1]}和{a[i+1],a[i+2],……,a[N-1]},这是一趟快速排序。一趟快速排序的具体做法是：附设两个记录low1和high1，它们的初始值分别为low1=a[0]和high1=a[N-1],设枢轴记录的关键字为pivotkey,则首先从high1所指位置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，并且low1=low1+1，然后从low1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，并且high1

6、=high1-1，重复这两直至low1=high1为止。然后当a[low1]=pivotkey,返回low1的值。即把序列分割成了两个子序列。然后在分别对分割所得的两个子序列进行递归形式快速排序算法。最后即可得到一个有序的序列。具体代码如下：inta[10001];intPartition(intlow1,inthigh1){intp,q;intpivokey=a[low1];while(low1=pivokey)high1--;if(low1

7、1];a[low1]=a[high1];a[high1]=p;low1=low1+1;}while(low1

8、);QSort(low2,pivotloc-1);QSort(pivotloc+1,high2);}}3.3统计算法的执行时间用时间函数clock进行时间的记录，在