算法设计技能训练报告

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1、淮阴工学院算法设计技能训练报告姓名:学号：班级:NIIT学院:计算机与软件工程学院专业:计算机科学与技术题目:排序算法的比较指导教师：目录课题任务描述3系统设计42.1功能模块设计42.2数据结构设计52.3算法设计5详细设计6测试7结论8致谢9参考文献10课题任务描述利用随机函数产生N个随机整数（20000以上），对这些数进行多种方法进行排序。1.1要求：1.1.1 至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有插入排序、希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序、归并排序）。并把排序后的结果保存在不同的文件中。1.1.2统计

2、每一种排序方法的性能（以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。1.1.3 如果采用4种或4种以上的方法者，可适当加分。系统设计2.1功能模块设计2.2数据结构设计intA[n];srand(time(0));for(inti=0;i

3、和有序区两个区，然后不断将无序区的第一个元素按大小顺序插入到有序区中去，最终将所有无序区元素都移动到有序区完成排序。2.希尔排序原理：又称增量缩小排序。先将序列按增量划分为元素个数相同的若干组，使用直接插入排序法进行排序，然后不断缩小增量直至为1，最后使用直接插入排序完成排序。要点：增量的选择以及排序最终以1为增量进行排序结束。1.冒泡排序原理：将序列划分为无序和有序区，不断通过交换较大元素至无序区尾完成排序。要点：设计交换判断条件，提前结束以排好序的序列循环2.快速排序原理：不断寻找一个序列的中点，然后对中点左右的序列递归的进行排序，直至

4、全部序列排序完成，使用了分治的思想。1.直接选择排序原理：将序列划分为无序和有序区，寻找无序区中的最小值和无序区的首元素交换，有序区扩大一个，循环最终完成全部排序。.堆排序原理：利用大根堆或小根堆思想，首先建立堆，然后将堆首与堆尾交换，堆尾之后为有序区。归并排序原理：将原序列划分为有序的两个序列，然后利用归并算法进行合并，合并之后即为有序序列。测试图4.1图4.2图4.3结论（1）平方阶(O(n2))排序   　一般称为简单排序，例如直接插入、直接选择和冒泡排序；（2）线性对数阶(O(nlgn))排序   　如快速、堆和归并排序；（3）O(

5、n1+￡)阶排序   　￡是介于0和1之间的常数，即0<￡<1，如希尔排序；（4）线性阶(O(n))排序   　如桶、箱和基数排序。各种排序方法比较    简单排序中直接插入最好，快速排序最快，当文件为正序时，直接插入和冒泡均最佳。影响排序效果的因素   　因为不同的排序方法适应不同的应用环境和要求，所以选择合适的排序方法应综合考虑下列因素：　　①待排序的记录数目n；　　②记录的大小(规模)；　　③关键字的结构及其初始状态；　　④对稳定性的要求；　　⑤语言工具的条件；　　⑥存储结构；　　⑦时间和辅助空间复杂度等。不同条件下，排序方法的选择(

6、1)若n较小(如n≤50)，可采用直接插入或直接选择排序。   　当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人，应选直接选择排序为宜。(2)若文件初始状态基本有序(指正序)，则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜；(3)若n较大，则应采用时间复杂度为O(nlgn)的排序方法：快速排序、堆排序或归并排序。   　快速排序是目前基于比较的内部排序中被认为是最好的方法，当待排序的关键字是随机分布时，快速排序的平均时间最短；   　堆排序所需的辅助空间少于快速排序，并且不会出现快速排序可能出现的最坏情况。这两种排

7、序都是不稳定的。   　若要求排序稳定，则可选用归并排序。但本章介绍的从单个记录起进行两两归并的 排序算法并不值得提倡，通常可以将它和直接插入排序结合在一起使用。先利用直接插入排序求得较长的有序子文件，然后再两两归并之。因为直接插入排序是稳定的，所以改进后的归并排序仍是稳定的。 排序算法的稳定性 1）稳定的：如果存在多个具有相同排序码的记录，经过排序后，这些记录的相对次序仍然保持不变，则这种排序算法称为稳定的。   插入排序、冒泡排序、归并排序、分配排序（桶式、基数）都是稳定的排序算法。   2）不稳定的：否则称为不稳定的。   直接选择排

8、序、堆排序、shell排序、快速排序都是不稳定的排序算法致谢谢我的老师，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪