数据结构教案第九章

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1、课程名称数据结构教学对象新华软工专业教材数据结构（C语言）授课内容第九章排序课时2教学目的与要求深刻理解排序的定义和各种方法的特点，并加以灵活应用。了解各种方法的排序过程及其依据的原则。基于“关键字间的比较”进行排序的方法可以按排序过程所依据的不同原则分为插入排序、交换排序、选择排序、归并排序。掌握各种排序方法的时间复杂度的分析方法。重点、难点重点，难点：希尔排序、快速排序、归并排序、基数排序各种内部排序方法的比较讨论。课型电脑＋理论教学方法投影、讨论、版书教学过程设计（包括讲授知识、演示内容及案例、提问及学生演示内容）任务一、排序的基本概念前言计算机

2、在进行数据处理工作时，排序是其最基本的运算之一。在当今的计算机系统中，系统的运行时间很大比例花费在排序上。有资料表明，一些商用计算机在排序上的CPU时间达到20%至60%。为了提高计算机的工作效率，人们提出了各种各样的排序方法和算法。因此，对于计算机专业人员来说，本章介绍的内容是十分重要的，主要内容有插入排序、冒泡排序、快速排序、直接排序、堆排序和归并排序的基本思想、步骤及方法一、排序介绍排序（Sorting）是数据处理中一种很重要的运算，同时也是很常用的运算，一般数据处理工作25%的时间都在进行排序。简单地说，排序就是把一组记录（元素）按照某个域的值

3、的递增（即由小到大）或递减（即由大到小）的次序重新排列的过程安徽新华电脑专修学院课堂教学教案（电脑应用课使用）表9-1学生档案表学号姓名年龄性别99001王晓佳18男99002林一鹏19男99003谢宁17女99004张丽娟18女99005周涛20男99006李小燕16女例如，在表9-1中，若以每个记录的学号为关键字，按排序码年龄的递增（由小到大）排序，则所有记录的排序结果可简记为：{（99006，16），（99003，17），（99001，18），（99004，18），（99002，19），（99005，20）}；也可能为：{（99006，16），（

4、99003，17），（99004，18），（99001，18），（99002，19），（99005，20）}；这两个结果都是表9-1按年龄的递增排序结果。若按排序码姓名来进行递增排序，则得到的排序结果为：{（99006，李小燕），（99002，林一鹏），（99001，王晓佳），（99003，谢宁），（99004，张丽娟），（99005，周涛）}当然，我们还可以按排序码性别来进行递增排序，在此不再作进一步的分析。‘二、基本概念1．排序码（SortKey）作为排序依据的记录中的一个属性。它可以是任何一种可比的有序数据类型，它可以是记录的关键字，也可以是任何

5、非关键字。如上例中的学生年龄。在此我们认为对任何一种记录都可找到一个取得它排序码的函数Skey(一个或多个关键字的组合)。2．有序表与无序表一组记录按排序码的递增或递减次序排列得到的结果被称之为有序表，相应地，把排序前的状态称为无序表。3．正序表与逆序表若有序表是按排序码升序排列的，则称为升序表或正序表，否则称为降序表或逆序表。不失普遍性，我们一般只讨论正序表。4．排序定义若给定一组记录序列r1，r2，…，rn，其排序码分别为s1，s2，…，sn，将这些记录排成顺序为rk1，rk2，…，rkn的一个序列R’，满足条件sk1≤sk2≤…≤skn，获得这些

6、记录排成顺序为rp1，rp2，…，rpn的一个序列R”，满足条件sp1≤sp2≤…≤spn的过程称为排序。也可以说，将一组记录按某排序码递增或递减排列的过程，称为排序。5．稳定与不稳定因为排序码可以不是记录的关键字，同一排序码值可能对应多个记录。对于具有同一排序码的多个记录来说，若采用的排序方法使排序后记录的相对次序不变，则称此排序方法是稳定的，否则称为不稳定的。在上例中（见表9-1，按年龄排序），如果一种排序方法使排序后的结果必为前一个结果，则称此方法是稳定的；若一种排序方法使排序后的结果可能为后一个结果，则称此方法是不稳定的。6．内排序与外排序按照

7、排序过程中使用内外存的不同将排序方法分为内排序和外排序。若排序过程全部在内存中进行，则称为内排序；若排序过程需要不断地进行内存和外存之间的数据交换，则称为外排序。内排序大致可分为五类：插入排序、交换排序、选择排序、归并排序和分配排序。本章仅讨论内排序。7．排序的时间复杂性排序过程主要是对记录的排序码进行比较和记录的移动过程。因此排序的时间复杂性可以算法执行中的数据比较次数及数据移动次数来衡量。当一种排序方法使排序过程在最坏或平均情况下所进行的比较和移动次数越少，则认为该方法的时间复杂性就越好，分析一种排序方法，不仅要分析它的时间复杂性，而且要分析它的空

8、间复杂性、稳定性和简单性等。为了以后讨论方便，我们直接将排序码写成一个一维数组的形式，并且在没