数据结构排序实验报告
数据结构排序实验报告
实验目的：
通过实践，掌握常见的数据结构排序算法的原理与实现方法，比较不同算法的时间复杂度与空间复杂度，并分析其优缺点。
实验环境：
编程语言：Python
运行平台：Windows 10
实验内容：
1. 插入排序 (Insertion Sort)
2. 冒泡排序 (Bubble Sort)
3. 快速排序 (Quick Sort)
4. 选择排序 (Selection Sort)
5. 归并排序 (Merge Sort)
6. 堆排序 (Heap Sort)
实验步骤：
1. 实现各种排序算法的函数，并验证其正确性。
2. 构建不同规模的随机数数组作为输入数据。
3. 使用time库测量每种算法在不同规模数据下的运行时间。
4. 绘制时间复杂度与输入规模的关系图。
5. 对比分析各种算法的时间复杂度和空间复杂度。
实验结果：
1. 插入排序的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。
2. 冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。
3. 快速排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(logn)。
4. 选择排序的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。
5. 归并排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)。
6. 堆排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(1)。
实验结论：
1. 在小规模数据排序时，插入排序和冒泡排序由于其简单性和稳定性可以采用。
2. 在大规模数据排序时，快速排序、归并排序和堆排序由于其较低的时间复杂度可以采用。
3. 选择排序由于其时间复杂度较高，不适合用于大规模数据排序。
4. 归并排序由于其需要额外的空间存储中间结果，空间复杂度较高。
5. 快速排序由于其递归调用栈的使用，时间复杂度虽然较低，但空间复杂度较高。
综上所述，选择排序、插入排序和冒泡排序适用于小规模数据排序，而归并排序、快速排序和堆排序适用于大规模数据排序。需要在时间复杂度和空间复杂度之间做出权衡选择。
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
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)
数据结构排序实验报告 数据结构排序实验报告 实验目的： 通过实践，掌握常见的数据结构排序算法的原理与实现方法，比较不同算法的时间复杂度与空间复杂度，并分析其优缺点。 实验环境： 编程语言：Python 运行平台：Windows 10 实验内容： 1. 插入排序 (Insertion Sort) 2. 冒泡排序 (Bubble Sort) 3. 快速排序 (Quick Sort) 4. 选择排序 (Selection Sort) 5. 归并排序 (Merge Sort) 6. 堆排序 (Heap Sort) 实验步骤： 1. 实现各种排序算法的函数，并验证其正确性。 2. 构建不同规模的随机数数组作为输入数据。 3. 使用time库测量每种算法在不同规模数据下的运行时间。 4. 绘制时间复杂度与输入规模的关系图。 5. 对比分析各种算法的时间复杂度和空间复杂度。 实验结果：
1. 插入排序的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。 2. 冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。 3. 快速排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(logn)。 4. 选择排序的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(1)。 5. 归并排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(n)。 6. 堆排序的时间复杂度为O(nlogn)，空间复杂度为O(1)。 实验结论： 1. 在小规模数据排序时，插入排序和冒泡排序由于其简单性和稳定性可以采用。 2. 在大规模数据排序时，快速排序、归并排序和堆排序由于其较低的时间复杂度可以采用。 3. 选择排序由于其时间复杂度较高，不适合用于大规模数据排序。 4. 归并排序由于其需要额外的空间存储中间结果，空间复杂度较高。 5. 快速排序由于其递归调用栈的使用，时间复杂度虽然较低，但空间复杂度较高。 综上所述，选择排序、插入排序和冒泡排序适用于小规模数据排序，而归并排序、快速排序和堆排序适用于大规模数据排序。需要在时间复杂度和空间复杂度之间做出权衡选择。
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， 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 最新数据结构顺序表实验报告心得体会(模板11篇) （经典版） 编制人：__________________ 审核人：__________________ 审批人：__________________ 编制单位：__________________ 编制时间：____年____月____日 序言 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢! 并且，本店铺为大家提供各种类型的经典范文，如合同协议、工作计划、活动方案、规章制度、心得体会、演讲致辞、观后感、读后感、作文大全、其他范文等等，想了解不同范文格式和写法，敬请关注! 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If you want to learn about different formats and writing methods of sample essays, please stay tuned! 数据结构排序的实验报告 数据结构排序的实验报告 一、引言 数据结构是计算机科学中的重要概念，它用于组织和存储数据，以便于有效地 进行操作和处理。排序算法是数据结构中的一个重要应用，它可以将无序的数 据按照一定的规则进行排列，提高数据的查找、插入和删除效率。本实验旨在 比较不同排序算法的性能表现，并分析其优缺点。 二、实验方法 本实验选取了常见的四种排序算法：冒泡排序、插入排序、选择排序和快速排序。实验使用Python语言实现，并通过随机生成的整数数组进行测试。实验环境为一台配置良好的计算机。 三、实验步骤 1. 冒泡排序：从数组的第一个元素开始，与相邻元素比较并交换位置，重复此 过程直到数组完全有序。实验记录交换次数和比较次数。 2. 插入排序：将数组分为有序和无序两部分，每次从无序部分选择一个元素插 入到有序部分的正确位置。实验记录比较次数和移动次数。 3. 选择排序：从数组中选择最小的元素，与数组的第一个元素交换位置，然后 从剩余的无序部分选择最小元素与第二个元素交换位置，以此类推。实验记录 交换次数和比较次数。 4. 快速排序：选择一个基准元素，将数组分为两部分，左边部分的元素小于等 于基准元素，右边部分的元素大于基准元素，然后分别对两部分进行递归排序。实验记录比较次数。 四、实验结果 经过多次实验，记录并统计了每种排序算法的性能表现。结果显示，快速排序在大规模数据集上表现最优，其次是插入排序，冒泡排序和选择排序性能相对较差。 五、实验分析 1. 冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，在大规模数据集上表现较差。其交换次数和比较次数均较高，导致性能不佳。 2. 插入排序的时间复杂度为O(n^2)，但在小规模数据集上表现较好。其移动次数较高，但比较次数相对较低，适用于部分有序的数据。 3. 选择排序的时间复杂度也为O(n^2)，且交换次数较多。虽然比较次数相对较低，但性能仍不如快速排序。 4. 快速排序的时间复杂度为O(nlogn)，在大规模数据集上表现最佳。其比较次数较高，但交换次数相对较少，适用于各种数据情况。 六、结论 根据实验结果和分析，我们可以得出以下结论： 1. 不同的排序算法适用于不同规模和特征的数据集，选择合适的排序算法可以提高排序效率。 2. 在大规模数据集上，快速排序表现最优，其时间复杂度较低。 3. 在小规模数据集上，插入排序表现较好，其时间复杂度相对较低。 七、实验总结 通过本实验，我们深入了解了不同排序算法的原理和性能表现。数据结构中的排序算法是计算机科学中的基础知识，对于编程和算法设计有着重要的影响。 目录 1。引言 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。 2.需求分析 (2) 3.详细设计 (2) 3。1 直接插入排序 (2) 3.2折半排序 (2) 3。3 希尔排序 (4) 3。4简单选择排序 (4) 3.5堆排序 (4) 3。6归并排序 (5) 3。7冒泡排序 (7) 4.调试 (8) 5.调试及检验 (8) 5.1 直接插入排序 (8) 5。2折半插入排序 (9) 5。3 希尔排序 (10) 5。4简单选择排序 (10) 5。5堆排序 (11) 5.6归并排序 (12) 5。7冒泡排序 (12) 6。测试与比较........................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.1调试步骤.................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.2结论 (13) 7.实验心得与分析 (13) 8.附录 (14) 8。1直接插入排序 (14) 8.2折半插入排序 (15) 8。3希尔排序 (17) 8。4简单选择排序 (18) 8。5堆排序 (20) 8。6归并排序 (22) 8.7冒泡排序 (25) 8.8主程序 (26) 实验报告 报告人：高晓铮（1120101390） 实验目的： 1.掌握各种排序方法的排序过程； 2.了解一些排序算法的实现。 实验内容： 学生的考试成绩表由学生的学号、姓名和成绩组成，设计一个程序对给定的n个学生信息实现： 1.按分数高低排序，打印出每个学生在考试中的排名，分数相同的为同一名次，同一名次的学生按学号从小到大排列。 2.按照名次列出每个学生的名次、学号、姓名、成绩。 实验原理： 排序分为插入排序、交换排序、选择排序、归并排序等。插入排序又分为直接插入排序、其他插入排序和希尔排序；交换排序分为冒泡排序和快速排序；选择排序又分为简单选择排序和堆排序。不同的排序方法各有利弊，根据具体的情况选择合适的排序方法。 设计思想: 本程序采用简单选择排序的方法。程序中定义一个stu结构和student类。类中定义creat 创建函数，selectgrade成绩排序函数，samegrade、selectnum成绩相同的按学号排序函数，print输出函数。按照选择排序的思想，先对成绩按照从高到低进行排序；然后寻找成绩相同的部分，对该局部元素的学号从小到大进行排序。然后调用输出函数，输出名次、学号、姓名、成绩。 实现部分: 源代码： #include 数据结构排序实验报告 1. 引言 数据结构是计算机科学中的重要概念，它涉及组织和管理数据的方式。排序算法是数据结构中的重要部分，它可以将一组无序的数据按照一定的规则进行重新排列，以便更容易进行搜索和查找。在本实验中，我们将对不同的排序算法进行研究和实验，并对其性能进行评估。 2. 实验目的 本实验旨在通过比较不同排序算法的性能，深入了解各算法的特点，从而选择最适合特定场景的排序算法。 3. 实验方法 本实验使用C++编程语言实现了以下排序算法：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。为了评估这些算法的性能，我们设计了一组实验来测试它们在不同数据规模下的排序时间。 4. 实验过程 4.1 数据生成 首先，我们生成了一组随机的整数数据作为排序的输入。数据 规模从小到大递增，以便观察不同算法在不同规模下的性能差异。 4.2 排序算法实现 接下来，我们根据实验要求，使用C++编程语言实现了冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。每个算法被实 现为一个独立的函数，并按照实验顺序被调用。 4.3 性能评估 我们使用计时器函数来测量每个排序算法的执行时间。在测试 过程中，我们多次运行每个算法，取平均值以减小误差。 5. 实验结果 我们将在不同数据规模下运行每个排序算法，并记录它们的执行时间。下表展示了我们的实验结果： 数据规模（n）冒泡排序选择排序插入排序快速排序归并排序 1000 2ms 3ms 1ms 1ms 1ms 5000 20ms 15ms 10ms 3ms 5ms 10000 85ms 60ms 30ms 5ms 10ms 50000 2150ms 1500ms 700ms 10ms 15ms 从上表我们可以观察到，随着数据规模的增加，冒泡排序和选择排序的执行时间呈指数级增长，而插入排序、快速排序和归并排序的执行时间则相对较稳定。此外，当数据规模较大时，快速排序和归并排序的性能远优于其他排序算法。 6. 实验结论 根据实验结果，我们可以得出以下结论： 排序的实验报告范文数据结构实验报告 实验名称：实验四排序 学生姓名： 班级： 班内序号： 学号： 日期：2022年12月21日 实验要求 题目2 使用链表实现下面各种排序算法，并进行比较。排序算法： 1、插入排序 2、冒泡排序 3、快速排序 4、简单选择排序 5、其他 要求： 1、测试数据分成三类：正序、逆序、随机数据。 2、对于这三类数据，比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数（其中关键字交换计为3次移动）。 3、对于这三类数据，比较上述排序算法中不同算法的执行时间，精确到微秒（选作）。 4、对2和3的结果进行分析，验证上述各种算法的时间复杂度。 编写测试main()函数测试线性表的正确性。 2、程序分析 2.1存储结构 说明：本程序排序序列的存储由链表来完成。 其存储结构如下图所示。 (1)单链表存储结构： 结点地址：1000HA[2] 结点地址：1000H 1080H …… 头指针地址：1020HA[0] 头指针 地址：1020H 10C0H …… 地址：1080HA[3] 地址：1080H NULL …… 地址：10C0HA[1] 地址：10C0H 1000H …… （2）结点结构 tructNode { intdata; Node某ne某t; }; 示意图： intdataNode某ne某t intdata Node某ne某t 2.2关键算法分析 一：关键算法 (一)直接插入排序voidLinkSort::InertSort() 直接插入排序是插入排序中最简单的排序方法，其基本思想是：依次将待排序序列中的每一个记录插入到一个已排好的序列中，直到全部记录都排好序。 （1）算法自然语言 1.将整个待排序的记录序列划分成有序区和无序区，初始时有序区为待排序记录序列中的第一个记录，无序区包括所有剩余待排序的记录； 2.将无须去的第一个记录插入到有序区的合适位置中，从而使无序区减少一个记录，有序区增加一个记录； 3.重复执行2，直到无序区中没有记录为止。 （2）源代码 voidLinkSort::InertSort()//从第二个元素开始，寻找前面那个比它大的{ Node某P=front->ne某t;//要插入的节点的前驱 while(P->ne某t) { Node某S=front;//用来比较的节点的前驱 while(1) 数据结构内排序实验报告 数据结构内排序实验报告 一、实验目的 本实验旨在熟悉数据结构内排序算法的实现过程，比较各种内排序算法的效率和性能，并掌握它们的优缺点。 二、实验内容 ⒈实验环境搭建 在实验开始前，需要搭建适当的实验环境，包括编程语言、集成开发环境（IDE）等。 ⒉内排序算法实现 选择合适的内排序算法，如冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序等，对给定 的待排序数据进行实现。 ⒊程序测试 编写测试程序，随机生成一定量的数据，对每个内排序算法进行测试，并记录运行 时间和比较次数。 ⒋数据比较与分析 将各个内排序算法的运行时间和比较次数进行比较，分析它们的优劣势。 ⒌实验结论 结合实验结果，给出对内排序算法的选择建议，并对实验过程中的问题进行总结。 三、实验步骤与介绍 ⒈实验环境搭建 在本次实验中，我们选择使用C++编程语言，并搭建Visual Studio作为集成开发环境。该环境提供了丰富的调试和测试工具，适合本次实验的需求。 ⒉内排序算法实现 我们选择了三种常见的内排序算法进行实现，包括冒泡排序、插入排序和快速排序。 a) 冒泡排序 冒泡排序是一种交换排序算法，通过不断比较相邻元素并交换位置来实现排序。 具体实现步骤如下： - 从待排序数组的第一个元素开始，不断比较相邻两元素的大小。 - 如果前一个元素大于后一个元素，则交换它们的位置。 - 继续比较下一对元素，直到最后一个元素。 - 重复以上步骤，直到排序完成。 b) 插入排序 插入排序是一种直接插入排序算法，通过不断将待排序元素插入已排序部分的合 适位置来实现排序。具体实现步骤如下： - 从待排序数组的第二个元素开始，依次将元素与前面已排好序的元素进行比较。 - 如果前一个元素大于待排序元素，则将前一个元素后移一位。 - 继续比较前一个元素，直到找到合适的位置插入待排序元素。 - 重复以上步骤，直到排序完成。 c) 快速排序 数据构造实验报告 实验名称：实验四——排序 学生：** 班级： 班序号： 学号： 日期： 1．实验要求 实验目的： 通过选择实验容中的两个题目之一，学习、实现、比照、各种排序的算法，掌握各种排序算法的优劣，以及各种算法使用的情况。 题目1： 使用简单数组实现下面各种排序算法，并进展比拟。 排序算法如下： 1、插入排序； 2、希尔排序； 3、冒泡排序； 4、快速排序； 5、简单项选择择排序； 6、堆排序； 7、归并排序； 8、基数排序〔选作〕； 9、其他。 具体要求如下： 1、测试数据分成三类：正序、逆序、随机数据。 2、对于这三类数据，比拟上述排序算法中关键字的比拟次数和移动次数〔其中关 键字交换记为3次移动〕。 3、对于这三类数据，比拟上述排序算法中不同算法的执行时间，准确到微妙。 4、对2和3的结果进展分析，验证上述各种算法的时间复杂度。 5、编写main〔〕函数测试各种排序算法的正确性。 2. 程序分析 2.1 存储构造 存储构造：数组 2.2 关键算法分析 一、关键算法： 1、插入排序 a、取排序的第二个数据与前一个比拟 b、假设比前一个小，则赋值给哨兵 c、从后向前比拟，将其插入在比其小的元素后 d、循环排序 2、希尔排序 a、将数组分成两份 b、将第一份数组的元素与哨兵比拟 c、假设其大与哨兵，其值赋给哨兵 d、哨兵与第二份数组元素比拟，将较大的值赋给第二份数组 e、循环进展数组拆分 3、对数据进展编码 a、取数组元素与下一个元素比拟 b、假设比下一个元素大，则与其交换 c、后移，重复 d、改变总元素值，并重复上述代码 4、快速排序 a、选取标准值 b、比拟上下指针指向元素，假设指针保持前后顺序，且后指针元素大于标准值， 后指针前移，重新比拟 c、否则后面元素赋给前面元素 d、假设后指针元素小于标准值，前指针后移，重新比拟 e、否则前面元素赋给后面元素 5、简单项选择择排序 a、从数组中选择出最小元素 b、假设不为当前元素，则交换 c、后移将当前元素设为下一个元素 6、堆排序 a、生成小顶堆 b、将堆的根节点移至数组的最后 c、去掉已做过根节点的元素继续生成小顶堆 d、数组倒置 7、归并排序 a、将数组每次以1/2拆分，直到为最小单位 b、小相邻单位数组比拟重排合成新的单位 数据结构拓扑排序实验报告 正文： 一、实验目的 本实验旨在通过实现拓扑排序算法来加深对数据结构中图的相关概念的理解，掌握拓扑排序的具体步骤与实现方法。 二、实验原理 拓扑排序是一种对有向无环图进行排序的算法，它可以将有向无环图的顶点按照线性的顺序排列出来，使得对于任何一个有向边(u, v)，都有顶点 u 在排列中出现在顶点 v 之前。拓扑排序常用于表示图中的依赖关系，如任务调度、编译顺序等场景。 三、实验步骤 1. 构建有向图 根据实际需求构建有向图，可以使用邻接表或邻接矩阵等数据结构来表示有向图。 2. 执行拓扑排序算法 利用拓扑排序算法对构建的有向图进行排序，可选择使用深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS）等算法实现。 3. 输出排序结果 将排序后的顶点按照线性的顺序输出，得到拓扑排序的结果。 四、实验结果与分析 1. 实验数据 以图 G = (V, E) 的顶点集合 V 和边集合 E，构建了如下 的有向图： V = {A, B, C, D, E, F} E = {(A, C), (B, C), (C, D), (D, E), (E, F)} 2. 拓扑排序结果 经过拓扑排序算法的处理，得到的拓扑排序结果如下： A, B, C, D, E, F 3. 结果分析 可以看出，根据有向图的依赖关系，拓扑排序算法能够将顶 点按照合理的顺序进行排序。拓扑排序的结果可以作为图中顶点的 执行顺序，具有重要的应用价值。 五、实验总结 通过本次实验，我们深入学习了拓扑排序算法，并成功实现了 拓扑排序的过程。拓扑排序在图论和数据结构中具有广泛的应用， 对于理解和解决与图相关的问题具有重要意义。 实验五（快速、堆、基数）排序算法的设计 一、实验目的和要求 实验目的： 1.深刻理解排序的定义和各种排序方法的特点，并能灵活运用。 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。 3.了解各种方法的排序过程及其依据的原则，并掌握各种排序方法的性能的分析方法。实验要求： 要求彻底弄懂排序的物理存储结构，并通过此试验为以后的现实使用打下基础。二、实验内容和原理： （1）实验内容： 设计快速排序，堆排序和基数排序的算法。 （2）实验原理： 快速排序：在待排序的n个数据中，任取一个数据为基准，经过一次排序后以基准数据把全部数据分为两部分，所有数值比基准数小的都排在其前面，比它大的都排在其后，然后对这两部分分别重复这样的过程，直到全部到为为止。堆排序：对待排序的n个数据，依它们的值大小按堆的定义排成一个序列，从而输出堆顶的最小值数据（按最小值跟堆排序），然后对剩余的数据再次建堆，便得到次小的，如此反复进行输出和建堆，直到全部排成有序列。基数排序：LSD法：先按最低关键字位k1对待排序数据中的n个值进行排序，按k1值把待排序文件中的n个记录分配到具有不同k1值的若干个堆，然后按k1值从小到大的次序收集在一起，下次再按高一位关键子位k2的值进行分配和收集，如此不断地按更高一位关键字位进行分配和收集，直到用kn分配和收集之后，整个数据按多关键字位有序。 三、实验环境 硬件： （1）学生用微机；（2）多媒体实验教室；（3）局域网环境； 软件： （1）Windows XP中文操作系统；（2）Turbo C 3.0； 四、算法描述及实验步骤 描述: （1）快速排序: 例：初始关键字36 73 65 97 13 i j j向左扫描后36 73 65 97 13 i j 数据结构内排序实验报告 一、实验目的 1、了解内排序都是在内存中进行的。 2、为了提高数据的查找速度，需要对数据进行排序。 3、掌握内排序的方法。 二、实验内容 1、设计一个程序e xp10—1.cpp实现直接插入排序算法，并输出{9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}的排序过程。（1）源程序如下所示： //文件名:exp10-1.cpp #include 数据结构排序实验报告 《数据结构》课程设计报告 实验五排序 一、需求分析： 本演示程序用C++6.0编写，完成各种排序的实现，对输入的一组数字实现不同的排序方 法，对其由小到大顺序输出。 （1）分别对直接插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、选择排序、堆排序算法进行编写。 （2）、对存储的函数即输入的数字进行遍历。 （3）、初始化函数对输入的数字进行保存。 （4）、主函数实现使用者操作界面的编写，对输入、选择、保存、输出的各种实现。这当中还包括了各个函数的调用的实现。 （5）、程序所能达到的功能：完成对输入的数字的生成，并通过对各排序的选择实现数字从小到大的输出。 二、程序主要功能以及基本要求： （1）、设计一个菜单，格式如下： 1、直接插入排序 2、希尔排序 3、冒泡排序 4、快速排序 5、选择排序 6、堆排序 7、退出 （2）、选择不同的菜单但进行相应的排序，并给出排序的关键字序列。 三、系统框架图： 本程序包含了9个函数，它们分别是： （1）、直接插入排序的算法函数InsertSort （）。 （2）、希尔排序的算法函数ShellSort （）。 （3）、冒泡排序算法函数BubbleSort （）。 （4）、快速排序的算法函数Partition （）。 （5）、选择排序算法函数SelectSort （）。 （6）、堆排序算法函数HeapAdjust （）。 （7）、对存储数字的遍历函数Visit （）。 （8）、初始化函数InitSqList （）。 （9）、主函数main （）。 四、详细设计 实现各个算法的主要内容，下面是各个函数 的主要信息： （1）各个排序函数的算法： 一、直接插入排序 void InsertSort(SqList &L) 主函数 各个排序算对输入的数操作界面的 《数据结构》 课程设计报告 专业 班级 姓名 学号 指导教师 起止时间 课程设计：排序综合 一、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。〔2统计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。 要求：根据以上任务说明,设计程序完成功能。 二、问题分析 1、功能分析 分析设计课题的要求,要求编程实现以下功能： 〔1随机生成N个整数,存放到线性表中； 〔2起泡排序并计算所需时间； 〔3简单选择排序并计算时间； 〔4希尔排序并计算时间； 〔5直接插入排序并计算所需时间； 〔6时间效率比较。 2、数据对象分析 存储数据的线性表应为顺序存储。 三、数据结构设计 使用顺序表实现,有关定义如下： typedef int Status; typedef int KeyType ; //设排序码为整型量 typedef int InfoType; typedef struct { //定义被排序记录结构类型 KeyType key ; //排序码 I nfoType otherinfo; //其它数据项 } RedType ; typedef struct { RedType * r; //存储带排序记录的顺序表 //r[0]作哨兵或缓冲区 int length ; //顺序表的长度 } SqList ; //定义顺序表类型 四、功能设计 〔一主控菜单设计 为实现通各种排序的功能,首先设计一个含有多个菜单项的主控菜单程序,然后再为这些菜单项配上相应的功能。 程序运行后,给出5个菜单项的容和输入提示,如下： 1.起泡排序 2.简单选择排序 3.希尔排序 4. 直接插入排序 0. 退出系统 〔二程序模块结构 由课题要求可将程序划分为以下几个模块〔即实现程序功能所需的函数： ●主控菜单项选择函数menu<> ●创建排序表函数InitList_Sq<> ●起泡排序函数Bubble_sort<> ●简单选择排序函数SelectSort<> ●希尔排序函数ShellSort<>; ●对顺序表L进行直接插入排序函数Insertsort<> 〔三函数调用关系 程序的主要结构〔函数调用关系如下图所示。 其中main<>是主函数,它负责调用各函数。进行调用菜单函数menu<>,根据选择项0~4调用相应的函数。 main<>函数使《数据结构》实验报告——排序
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