第十五周项目一 - 验证算法之快速、直接选择、堆排序

【项目1 - 验证算法（2）】

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*烟台大学计算机与控制工程学院
*作 者：张雨萌
*完成日期：2017年12月7日

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         问题描述：用序列{57, 40, 38, 11, 13, 34, 48, 75, 6, 19, 9, 7}作为测试数据，运行并本周视频中所讲过的算法对应 程序，观察运

                             行结果并深刻领会算法的思路和实现方法：

                           （4）快速排序；（5）直接选择排序；（6）堆排序；

         程序及代码：

                （4）快速排序（该算法以第一个元素为基准进行快速排序）

#include <stdio.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType; //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct //记录类型
{
KeyType key; //关键字项
InfoType data; //其他数据项,类型为InfoType
} RecType; //排序的记录类型定义
void QuickSort(RecType R[],int s,int t) //对R[s]至R[t]的元素进行快速排序
{
int i=s,j=t;
RecType tmp;
if (s<t) //区间内至少存在两个元素的情况
{
tmp=R[s]; //用区间的第1个记录作为基准
while (i!=j) //从区间两端交替向中间扫描,直至i=j为止
{
while (j>i && R[j].key>=tmp.key)
j--; //从右向左扫描,找第1个小于tmp.key的R[j]
R[i]=R[j]; //找到这样的R[j],R[i]"R[j]交换
while (i<j && R[i].key<=tmp.key)
i++; //从左向右扫描,找第1个大于tmp.key的记录R[i]
R[j]=R[i]; //找到这样的R[i],R[i]"R[j]交换
}
R[i]=tmp;
QuickSort(R,s,i-1); //对左区间递归排序
QuickSort(R,i+1,t); //对右区间递归排序
}
}
int main()
{
int i,n=10;
RecType R[MaxSize];
KeyType a[]= {6,8,7,9,0,1,3,2,4,5};
for (i=0; i<n; i++)
R[i].key=a[i];
printf("排序前:");
for (i=0; i<n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
QuickSort(R,0,n-1);
printf("排序后:");
for (i=0; i<n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
return 0;
}运行结果：



                （5）直接选择排序

#include <stdio.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType; //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct //记录类型
{
KeyType key; //关键字项
InfoType data; //其他数据项,类型为InfoType
} RecType; //排序的记录类型定义
void SelectSort(RecType R[],int n)
{
int i,j,k,l;
RecType temp;
for (i=0; i<n-1; i++) //做第i趟排序
{
k=i;
for (j=i+1; j<n; j++) //在当前无序区R[i..n-1]中选key最小的R[k]
if (R[j].key<R[k].key)
k=j; //k记下目前找到的最小关键字所在的位置
if (k!=i) //交换R[i]和R[k]
{
temp=R[i];
R[i]=R[k];
R[k]=temp;
}
printf("i=%d: ",i);
for (l=0; l<n; l++)
printf("%d ",R[l].key);
printf("\n");
}
}
int main()
{
int i,n=10;
RecType R[MaxSize];
KeyType a[]= {57,40,38,11,13,34,48,75,6,19,9,7};
for (i=0; i<n; i++)
R[i].key=a[i];
printf("排序前:");
for (i=0; i<n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
SelectSort(R,n);
printf("排序后:");
for (i=0; i<n; i++)
printf("%d ",R[i].key);

4000
printf("\n");
return 0;
} 运行结果：



               
（6）堆排序

#include <stdio.h>
#define MaxSize 20
typedef int KeyType; //定义关键字类型
typedef char InfoType[10];
typedef struct //记录类型
{
KeyType key; //关键字项
InfoType data; //其他数据项,类型为InfoType
} RecType; //排序的记录类型定义

//调整堆
void sift(RecType R[],int low,int high)
{
int i=low,j=2*i; //R[j]是R[i]的左孩子
RecType temp=R[i];
while (j<=high)
{
if (j<high && R[j].key<R[j+1].key) //若右孩子较大,把j指向右孩子
j++; //变为2i+1
if (temp.key<R[j].key)
{
R[i]=R[j]; //将R[j]调整到双亲结点位置上
i=j; //修改i和j值,以便继续向下筛选
j=2*i;
}
else break; //筛选结束
}
R[i]=temp; //被筛选结点的值放入最终位置
}

//堆排序
void HeapSort(RecType R[],int n)
{
int i;
RecType temp;
for (i=n/2; i>=1; i--) //循环建立初始堆
sift(R,i,n);
for (i=n; i>=2; i--) //进行n-1次循环,完成推排序
{
temp=R[1]; //将第一个元素同当前区间内R[1]对换
R[1]=R[i];
R[i]=temp;
sift(R,1,i-1); //筛选R[1]结点,得到i-1个结点的堆
}
}

int main()
{
int i,n=10;
RecType R[MaxSize];
KeyType a[]= {0,6,8,7,9,0,1,3,2,4,5};//a[0]空闲，不作为关键字
for (i=1; i<=n; i++)
R[i].key=a[i];
printf("排序前:");
for (i=1; i<=n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
HeapSort(R,n);
printf("排序后:");
for (i=1; i<=n; i++)
printf("%d ",R[i].key);
printf("\n");
return 0;
}
运行结果：



知识点总结：

        学习了快速排序、直接选择排序、堆排序三种排序方法

心得体会：

       在学习的过程中，因为学的排序算法却来越多，我对这几种算法有一些混淆，但看了课本以后知道了排序算法共分几大类

       有交换排序，包括冒泡排序和快速排序；有插入排序，包括直接插入排序和折半插入排序；有选择排序，包括简单选择排序和堆

       排序。虽然方法都不同，但按照大的分类方向进行学习和记忆，就不会弄混了。