班级学号姓名实验组别
实验日期室温报告日期成绩
报告内容：（目的和要求、原理、步骤、数据、计算、小结等）
实验名称：查找与排序算法的实现和应用
实验目的：
1.掌握顺序表中查找的实现及监视哨的作用。
2.掌握折半查找所需的条件、折半查找的过程和实现方法。
3.掌握二叉排序树的创建过程，掌握二叉排序树查找过程的实现。
4.掌握哈希表的基本概念，熟悉哈希函数的选择方法，掌握使用线性探测法和链地址法进
行冲突解决的方法。
5.掌握直接插入排序、希尔排序、快速排序算法的实现。
实验环境（硬/软件要求）：Windows 2000,Visual C++ 6.0
实验内容：
通过具体算法程序，进一步加深对各种查找算法的掌握，以及对实际应用中问题解决方法的掌握。各查找算法的输入序列为：26 5 37 1 61 11 59 15 48 19 输出要求：查找关键字37，给出查找结果。对于给定的某无序序列，分别用直接插入排序、希尔排序、快速排序等方法进行排序，并输出每种排序下的各趟排序结果。
各排序算法输入的无序序列为：26 5 37 1 61 11 59 15 48 19。
实验要求：
一、查找法
1.顺序查找
首先从键盘输入一个数据序列生成一个顺序表，然后从键盘上任意输入一个值，在顺序表中进行查找。
2.折半查找
任意输入一组数据作为个数据元素的键值，首先将此序列进行排序，然后再改有序表上使用折半查找算法进一
对给定值key的查找。
3.二叉树查找
任意输入一组数据作为二叉排序树中节点的键值，首先创建一颗二叉排序树，然后再次二叉排序树上实现对一
定k的查找过程。
4.哈希表查找
任意输入一组数值作为个元素的键值，哈希函数为Hash（key）=key%11,用线性探测再散列法解决冲突问题。
二、排序算法
编程实现直接插入排序、希尔排序、快速排序各算法函数；并编写主函数对各排序函数进行测试。
实验原理：
1.顺序查找：
在一个已知无(或有序）序队列中找出与给定关键字相同的数的具体位置。原理是让关键字与队列中的数从最后一个开始逐个比较，直到找出与给定关键字相同的数为止，它的缺点是效率低下。
二分查找又称折半查找，优点是比较次数少，查找速度快，平均性能好；其缺点是要求待查表为有序表，且插入删除困难。因此，折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。首先，假设表中元素是按升序排列，将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较，如果两者相等，则查找成功；否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表，如果中间位置记录的关键字大于查找关键字，则进一步查找前一子表，否则进一步查找后一子表。重复以上过程，直到找到满足条件的记录，使查找成功，或直到子表不存在为止，此时查找不成功。
2.哈希查找：
哈希查找的操作步骤：⑴用给定的哈希函数构造哈希表；⑵根据选择的冲突处理方法解决地址冲突；⑶在哈希表的基础上执行哈希查找。
哈希查找的本质是先将数据映射成它的哈希值。哈希查找的核心是构造一个哈希函数，它将原来直观、整洁的数据映射为看上去似乎是随机的一些整数。哈希查找的产生有这样一种背景——有些数据本身是无法排序的(如图像)，有些数据是很难比较的(如图像)。如果数据本身是无法排序的，就不能对它们进行比较查找。如果数据是很难比较的，即使采用折半查找，要比较的次数也是非常多的。因此，哈希查找并不查找数据本身，而是先将数据映射为一个整数(它的哈希值)，并将哈希值相同的数据存放在同一个位置一即以哈希值为索引构造一个数组。
在哈希查找的过程中，只需先将要查找的数据映射为它的哈希值，然后查找具有这个哈希值的数据，这就大大减少了查找次数。如果构造哈希函数的参数经过精心设计，内存空间也足以存放哈希表，查找一个数据元素所需的比较次数基本上就接近于一次。
3.排序算法:
排序(Sorting) 是计算机程序设计中的一种重要操作，它的功能是将一个数据元素（或记录）的任意序列，重新排列成一个关键字有序的序列。
流程图：
是
实验代码：
一、查找法
1、顺序查找
#include
#define MAX 100
typedef int keytype;
typedef struct
{ keytype key;
}elemtype;
typedef struct
{ elemtype elem[MAX+1];
int length;
}SStable;
void create_seq(SStable*list);
int seq_search(SStable*list,keytype k);
void main()
{ SStable *list,table;
keytype key;
int i;
list=&table;
printf("请输入顺序表的长度：");
scanf("%d",&list->length);
create_seq(list);
printf("创建的顺序表内容：\n");
for(i=0;i
printf("list.elem[%d].key=%d\n",i+1,list->elem[i].key);
printf("输入查找关键字：");
scanf("%d",&key);
seq_search(list,key);
}
void create_seq(SStable *list)
{ int i;
printf("请输入顺序表的内容：\n");
for(i=0;i
{ printf("list.elem[%d].key=",i+1);
scanf("%d",&list->elem[i].key);
}
}
int seq_search(SStable*list,keytype k)
{ int i=0,flag=0;
while(i
{ if(list->elem[i].key==k)
{ printf("查找成功.\n");
flag=1;
printf("list.elem[%d].key=%d\n",i+1,k);
}
i++;
}
if(flag==0)
printf("没有找到数据%d!\n",k);
return(flag);
}
2、折半查找
#include
#define MAX 100
typedef struct
{ int elem[MAX+1];
int length;
}Stable;
void creat_seq(Stable*list);
int sort_seq(Stable*list);
int bin_search(Stable*list,int k,int low,int higt);
void main()
{ Stable *list,table;
int i,key;
list=&table;
printf("请输入线性表的长度：");
scanf("%d",&list->length);
creat_seq(list);
sort_seq(list);
printf("排列后的数据\n");
for(i=1;i<=list->length;i++)
printf("list.elem[%d].key=%d\n",i,list->elem[i]);
printf("\n请输入查找的值:");
scanf("%d",&key);
bin_search(list,key,1,list->length);
}
void creat_seq(Stable*list)
{ int i;
printf("请输入顺序表的内容:\n");
for(i=1;i<=list->length;i++)
{printf("list.elem[%d].key=",i);
scanf("%d",&list->elem[i]);
}
}
int sort_seq(Stable*list)
{ int i,j,flag;
for(i=1;i
{flag=0;
for(j=1;j
if (list->elem[j]>list->elem[j+1])
{list->elem[0]=list->elem[j+1];
list->elem[j+1]=list->elem[j];
list->elem[j]=list->elem[0];
flag=1;
}
if(flag==0)return 1;
}
}
int bin_search(Stable*list,int k,int low,int high)
{ int mid;
if(low>high)
{ printf("没有找到要查找的值\n");
return(0);
}
mid=(low+high)/2;
if(list->elem[mid]==k)
{ printf("查找成功\n");
printf("list[%d]=%d\n",mid,k);
return(mid);
}
else
if(list->elem[mid] return(bin_search(list,k,mid+1,high)); else return(bin_search(list,k,low,mid-1)); } 3、二叉树查找 #include #include typedef struct bitnode { int key; struct bitnode *lchild; struct bitnode *rchild; }bnode; void ins_bitree(bnode *p,int k) { bnode *q; if(p->key >k&&p->lchild) ins_bitree(p->lchild,k); else if(p->key<=k&&p->rchild) ins_bitree(p->rchild,k); else { q=(bnode *)malloc(sizeof(bnode)); q->key=k; q->lchild=NULL; q->rchild=NULL; if(p->key>k) p->lchild=q; else p->rchild=q; } } void bit_search(bnode *p,int k) { if(p->key>k&&p->lchild) bit_search(p->lchild,k); else if(p->key bit_search(p->rchild,k); else if(p->key ==k) printf("查找成功!\n"); else printf("%d不存在!\n"); } void inorder(bnode *p) { if(p) { inorder(p->lchild); printf("%4d",p->key); inorder(p->rchild); } } void main () { int k; bnode *p; p=NULL; printf("请输入二叉树结点的值，输入0结束:\n"); scanf("%d",&k); p=(bnode *)malloc(sizeof(bnode)); p->key=k; p->lchild=NULL; p->rchild=NULL; scanf("%d",&k); while (k>0) { ins_bitree(p,k); scanf("%d",&k); } printf("\n"); printf("二叉树排序的结果:"); inorder(p); printf("\n请输入查找的值:\n"); scanf("%d",&k); bit_search(p,k); } 4、哈希表查找 #include #define MAX 11 void ins_hash(int hash[],int key) { int k,k1,k2; k=key%MAX; if(hash[k]==0) { hash[k]=key; return ; } else {k1=k+1; while(k1 k1++; if(k1 { hash[k1]=key; return ; } k2=0; while(k2 k2++; if(k2 { hash[k2]=key; return ; } } } void out_hash(int hash[]) { int i; for(i=0;i if(hash[i]) printf("hash[%d]=%d\n",i,hash[i]); } void hash_search(int hash[],int key) { int k,k1,k2,flag=0; k=key%MAX; if(hash[k]==key) { printf("hash[%d]=%d",k,key); flag=1; } else { k1=k+1; while(k1 k1++; if(k1 {printf("hash[%d]=%d",k1,key); flag=1;} k2=0; if(!flag) {while(k2 k2++; if(k2 {printf("hash[%d]=%d",k2,key); flag=1;} } if(flag) {printf("查找成功！\n"); return; }else {printf("查找失败！\n"); return;} } } void main() {int i,key,k,sum=0; int hash[MAX]; for(i=0;i hash[i]=0; printf("请输入数据，以0结束：\n"); scanf("%d",&key); sum++; while(key&&sum {ins_hash(hash,key); scanf("%d",&key); sum++; } printf("\n"); out_hash(hash); printf("\n"); printf("请输入查找的值："); scanf("%d",&k); hash_search(hash,k); printf("\n"); } 二、排序算法 #include #include #define size 11 typedef char datatype; typedef struct {int key; datatype others; }rectype; void INSERTSORT(rectype R[]) { int i,j; for (i=2;i<=size;i++) { R[0]=R[i]; j=i-1; while (R[0].key { R[j+1]=R[j];j--;} R[j+1]=R[0];} } void SHELLSORT(rectype R[],int n) {int i,j,h; rectype temp; h=n/2; while(h>0) {for(j=h;j<=n-1;j++) {temp=R[j]; i=j-h; while ((i>=0)&&temp.key {R[i+h]=R[i]; i=i-h;} R[i+h]=temp;} h=h/2;} } int PARTITION(rectype R[],int l,int h) {int i,j; rectype temp; i=1;j=h;temp=R[i]; do {while ((R[j].key>=temp.key)&&(i j--; if(i while ((R[i].key<=temp.key)&&(i i++; if(i while(i!=j); R[i]=temp; return i; } void QUICKSORT(rectype R[],int s1,int t1) { int i; if(s1 { i=PARTITION(R,s1,t1); QUICKSORT(R,s1,i-1); QUICKSORT(R,i+1,t1); } } void main() { rectype R[size]; int i; printf("请输入使用插入算法排序的10个数据\n"); for(i=1;i printf("\n插入排序之前\n"); for(i=1;i INSERTSORT(R); printf("\n插入排序之后\n"); for(i=1;i printf("\n请输入使用希尔顿算法排序的10个数据\n"); for(i=0;i printf("\n希尔排序之前\n"); for(i=0;i SHELLSORT(R,10); printf("\n希尔排序之后\n"); for(i=0;i for(i=1;i printf("\n快速排序之前\n"); for(i=1;i printf("\n快速排序之后\n"); for(i=1;i 实验结果 顺序查找： 折半查找： 二叉树查找： 哈希表查找： 排序： 实验小结： 此次操作证明可以用编程实现查找与排序，实验结果正确。通过本次实验，我对查找排序与二分查找、哈希查找、二叉树查找等有了更加深刻的了解。练习了指针，查找等操作，熟练掌握树的操作。对各种算法有了更加深刻的理解。通过这次写实验报告，我深切的理解了这门课的本质。刚开始学这门课时，当时还不清楚这门课程的目的，现在，我真正的理解了：数据结构像是身体的骨骼，而C语言是填充这骨骼的肉体，二者相结合才能使整个程序更加完整，健全。数据结构是个框架，模型，抽象数据类型中列举了各种操作，而所用的C语言，将各种操作描述出来构成算法。数据结构+算法=程序设计。 在这次设计的过程中，我还遇到了，很多的问题。顺序表是按顺序存储的，用了一维数组来存储，又结合C语言的程序设计，但是，在执行时出现了问题。后来问同学，指出我 的错误，不过获益不少。我又重新整理思路，把顺序表的基本操作写好了。虽然走了很多弯路，但是让我认识到，一定要创新，大胆，不能按照旧的思路去干新的事情。 但是细节上出了问题。比如说，有些变量的重复定义，有些变量又没有定义，在调用函数，就直接复制过来，没有改参数……通过修改，我深刻理解到：细节决定成败，在以后，不管做任何事情都要认真，细心。 排序算法 一、插入排序(Insertion Sort) 1. 基本思想： 每次将一个待排序的数据元素，插入到前面已经排好序的数列中的适当位置，使数列依然有序；直到待排序数据元素全部插入完为止。 2. 排序过程： 【示例】： [初始关键字] [49] 38 65 97 76 13 27 49 J=2(38) [38 49] 65 97 76 13 27 49 J=3(65) [38 49 65] 97 76 13 27 49 J=4(97) [38 49 65 97] 76 13 27 49 J=5(76) [38 49 65 76 97] 13 27 49 J=6(13) [13 38 49 65 76 97] 27 49 J=7(27) [13 27 38 49 65 76 97] 49 J=8(49) [13 27 38 49 49 65 76 97] Procedure InsertSort(Var R : FileType); //对R[1..N]按递增序进行插入排序, R[0]是监视哨// Begin for I := 2 To N Do //依次插入R[2],...,R[n]// begin R[0] := R[I]; J := I - 1; While R[0] < R[J] Do //查找R[I]的插入位置// begin R[J+1] := R[J]; //将大于R[I]的元素后移// J := J - 1 end R[J + 1] := R[0] ; //插入R[I] // end End; //InsertSort // 二、选择排序 1. 基本思想： 每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。 2. 排序过程： 【示例】： 初始关键字[49 38 65 97 76 13 27 49] 第一趟排序后13 ［38 65 97 76 49 27 49] 第二趟排序后13 27 ［65 97 76 49 38 49] 第三趟排序后13 27 38 [97 76 49 65 49] 第四趟排序后13 27 38 49 [49 97 65 76] 第五趟排序后13 27 38 49 49 [97 97 76] 微机原理实验报告 班级：XXXXX 姓名：XXXX 学号：20XXXX XXXXX大学 信息科学与技术学院 信息工程系 实验一汇编语言程序设计-（具体题目） 一、实验目的（根据实际情况修改）： 1、熟悉MASM编译环境，了解程序的汇编方法； 2、熟悉常用汇编指令，学习汇编程序设计方法； 3、学习汇编语言的调试过程，通过调试过程认识CPU执行程序的方式； 4、了解冒泡法原理，学习多重循环的编程方法。 二、实验内容： 编写程序，用冒泡法实现将数据段内9,8,7,6，5,4,3,2,1按照由小到大的顺序重新排列。 三、程序流程图和程序代码 1、流程图 2、代码与注释（代码不能和指导书完全一样，写出注释，写出寄存器尤其是DS的值） data segment buf1 db 8,7,6,5,4,3,2,1 data ends code segment assume cs:code,ds:data start: mov ax,data //传送数据段data mov ds,ax mov dx,7 //dx放外循环7次 L3: mov cx,dx //cx放内循环7次 lea si,buf1 //将db里的数据传送到si L2: mov al,[si] cmp al,[si+1] //比较[si]与[si+1] jb L1 //[si]<[si+1],跳转到L1 xchg al,[si+1] //[si]>[si+1],两两交换 mov [si],al L1: inc si //si减1 loop L2 //循环L2 dec dx //外循环减1，没减到0则跳转到L3 jnz L3 //入内循环，计数初值 mov ah,4ch int 21h code ends end start 四、调试过程及遇到的问题 1、程序执行截图 陕西科技大学实验报告 班级学号姓名实验组别 实验日期室温报告日期成绩 报告内容：（目的和要求、原理、步骤、数据、计算、小结等） 实验名称：查找与排序算法的实现和应用 实验目的： 1. 掌握顺序表中查找的实现及监视哨的作用。 2. 掌握折半查找所需的条件、折半查找的过程和实现方法。 3. 掌握二叉排序树的创建过程，掌握二叉排序树查找过程的实现。 4. 掌握哈希表的基本概念，熟悉哈希函数的选择方法，掌握使用线性探测法和链地址法进行冲突解决的方 法。 5. 掌握直接插入排序、希尔排序、快速排序算法的实现。 实验环境（硬/软件要求）：Windows 2000,Visual C++ 6.0 实验内容： 通过具体算法程序，进一步加深对各种查找算法的掌握，以及对实际应用中问题解决方 法的掌握。各查找算法的输入序列为：26 5 37 1 61 11 59 15 48 19输出 要求：查找关键字37,给出查找结果。对于给定的某无序序列，分别用直接插入排序、希尔排序、快速排序等方法进行排序，并输出每种排序下的各趟排序结果。 各排序算法输入的无序序列为：26 5 37 1 61 11 59 15 48 19。 实验要求： 一、查找法 1. 顺序查找 首先从键盘输入一个数据序列生成一个顺序表，然后从键盘上任意输入一个值，在顺序 表中进行查找。 2. 折半查找 任意输入一组数据作为个数据元素的键值，首先将此序列进行排序，然后再改有序表上 使用折半查找算法进对给定值key 的查找。 3. 二叉树查找 任意输入一组数据作为二叉排序树中节点的键值，首先创建一颗二叉排序树，然后再次二叉排序树上实现对一 定k的查找过程。 4. 哈希表查找 任意输入一组数值作为个元素的键值，哈希函数为Hash （key ）=key%11, 用线性探测再散列法解决冲突问题。 二、排序算法 编程实现直接插入排序、希尔排序、快速排序各算法函数；并编写主函数对各排序函数进行测试。 实验原理： 1. 顺序查找： 在一个已知无（或有序）序队列中找出与给定关键字相同的数的具体位置。原理是让关键字与队列中的数从最后一个开始逐个比较，直到找出与给定关键字相同的数为止，它的缺点是效率低下。 二分查找又称折半查找，优点是比较次数少，查找速度快，平均性能好；其缺点是要求待查表为有序表，且插入删除困难。因此，折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。首先，假设表中元素是按升序排列，将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较，如果两者相等，则查找成功；否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表，如果中间位置记录的关键字大于查找关键字，则进一步查找前一子表，否则进一步查找后一子表。重复以 数据结构与算法设计 实验报告 （2016 — 2017 学年第1 学期） 实验名称： 年级： 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 成都信息工程大学通信工程学院 一、实验目的 验证各种简单的排序算法。在调试中体会排序过程。 二、实验要求 （1）从键盘读入一组无序数据，按输入顺序先创建一个线性表。 （2）用带菜单的主函数任意选择一种排序算法将该表进行递增排序，并显示出每一趟排序过程。 三、实验步骤 1、创建工程（附带截图说明） 2、根据算法编写程序（参见第六部分源代码） 3、编译 4、调试 四、实验结果图 图1-直接输入排序 图2-冒泡排序 图3-直接选择排序 五、心得体会 与哈希表的操作实验相比，本次实验遇到的问题较大。由于此次实验中设计了三种排序方法导致我在设计算法时混淆了一些概念，设计思路特别混乱。虽然在理清思路后成功解决了直接输入和直接选择两种算法，但冒泡 排序的算法仍未设计成功。虽然在老师和同学的帮助下完成了冒泡排序的算法，但还需要多练习这方面的习题，平时也应多思考这方面的问题。而且，在直接输入和直接选择的算法设计上也有较为复杂的地方，对照书本做了精简纠正。 本次实验让我发现自己在算法设计上存在一些思虑不周的地方，思考问题过于片面，逻辑思维能力太过单薄，还需要继续练习。 六、源代码 要求：粘贴个人代码，以便检查。 #include 各种排序算法的总结和比较 1 快速排序（QuickSort） 快速排序是一个就地排序，分而治之，大规模递归的算法。从本质上来说，它是归并排序的就地版本。快速排序可以由下面四步组成。 （1）如果不多于1个数据，直接返回。 （2）一般选择序列最左边的值作为支点数据。（3）将序列分成2部分，一部分都大于支点数据，另外一部分都小于支点数据。 （4）对两边利用递归排序数列。 快速排序比大部分排序算法都要快。尽管我们可以在某些特殊的情况下写出比快速排序快的算法，但是就通常情况而言，没有比它更快的了。快速排序是递归的，对于内存非常有限的机器来说，它不是一个好的选择。 2 归并排序（MergeSort） 归并排序先分解要排序的序列，从1分成2，2分成4，依次分解，当分解到只有1个一组的时候，就可以排序这些分组，然后依次合并回原来的序列中，这样就可以排序所有数据。合并排序比堆排序稍微快一点，但是需要比堆排序多一倍的内存空间，因为它需要一个额外的数组。 3 堆排序（HeapSort） 堆排序适合于数据量非常大的场合（百万数据）。 堆排序不需要大量的递归或者多维的暂存数组。这对于数据量非常巨大的序列是合适的。比如超过数百万条记录，因为快速排序，归并排序都使用递归来设计算法，在数据量非常大的时候，可能会发生堆栈溢出错误。 堆排序会将所有的数据建成一个堆，最大的数据在堆顶，然后将堆顶数据和序列的最后一个数据交换。接下来再次重建堆，交换数据，依次下去，就可以排序所有的数据。 Shell排序通过将数据分成不同的组，先对每一组进行排序，然后再对所有的元素进行一次插入排序，以减少数据交换和移动的次数。平均效率是O(nlogn)。其中分组的合理性会对算法产生重要的影响。现在多用D.E.Knuth的分组方法。 Shell排序比冒泡排序快5倍，比插入排序大致快2倍。Shell排序比起QuickSort，MergeSort，HeapSort慢很多。但是它相对比较简单，它适合于数据量在5000以下并且速度并不是特别重要的场合。它对于数据量较小的数列重复排序是非常好的。 5 插入排序（InsertSort） 插入排序通过把序列中的值插入一个已经排序好的序列中，直到该序列的结束。插入排序是对冒泡排序的改进。它比冒泡排序快2倍。一般不用在数据大于1000的场合下使用插入排序，或者重复排序超过200数据项的序列。 一、实验目的 （1）学习汇编语言循环结构语句的特点，重点掌握冒泡排序的方法。 （2）理解并掌握各种指令的功能，编写完整的汇编源程序。 （3）进一步熟悉DEBUG的调试命令，运用DEBUG进行调试汇编语言程序。 二、实验内容及要求 （1）实验内容：从键盘输入五个有符号数，用冒泡排序法将其按从小到大的顺序排序。（2）实验要求： ①编制程序，对这组数进行排序并输出原数据及排序后的数据； ②利用DEBUG调试工具，用D0命令，查看排序前后内存数据的变化； ③去掉最大值和最小值，求出其余值的平均值，输出最大值、最小值和平均值； ④用压栈PUSH和出栈POP指令，将平均值按位逐个输出； ⑤将平均值转化为二进制串，并将这组二进制串输出； ⑥所有数据输出前要用字符串的输出指令进行输出提示，所有数据结果能清晰显示。 三、程序流程图Array （1）主程序:MAIN （2）冒泡排序子程序: SORT 四、程序清单 NAME BUBBLE_SORT DATA SEGMENT ARRAY DW 5 DUP(?) ;输入数据的存储单元 COUNT DW 5 TWO DW 2 FLAG1 DW 0 ;判断符号标志 FLAG2 DB 0 ;判断首位是否为零的标志 FAULT DW -1 ;判断出错标志 CR DB 0DH,0AH,'$' STR1 DB 'Please input five numbers seperated with space and finished with Enter:','$' STR2 DB 'The original numbers:','$' STR3 DB 'The sorted numbers:','$' STR4 DB 'The Min:','$' STR5 DB 'The Max:','$' STR6 DB 'The Average:','$' STR7 DB 'The binary system of the average :','$' STR8 DB 'Input error!Please input again!''$' DATA ENDS CODE SEGMENT MAIN PROC FAR ASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA START: PUSH DS AND AX,0 PUSH AX MOV AX,DATA MOV DS,AX LEA DX,STR1 MOV AH,09H ;9号DOS功能调用，提示输入数据 INT 21H CALL CRLF ;回车换行 REIN: CALL INPUT ;调用INPUT子程序，输入原始数据CMP AX,FAULT ;判断是否出错， JE REIN ;出错则重新输入 LEA DX,STR2 MOV AH,09H ;9号DOS功能调用，提示输出原始数据 INT 21H CALL OUTPUT ;调用OUTPUT子程序，输出原始数据 CALL SORT ;调用SORT子程序，进行冒泡排序 LEA DX,STR3 MOV AH,09H ;9号DOS功能调用，提示输出排序后的数据 INT 21H CALL OUTPUT ;调用OUTPUT子程序，输出排序后的数据 五种排序算法的分析与比较 广东医学院医学信息专业郭慧玲 摘要：排序算法是计算机程序设计广泛使用的解决问题的方法,研究排序算法具有重要的理论意义和广泛的应用价值。文章通过描述冒泡、选择、插入、归并和快速5种排序算法,总结了它们的时间复杂度、空间复杂度和稳定性。通过实验验证了5种排序算法在随机、正序和逆序3种情况下的性能,指出排序算法的适用原则,以供在不同条件下选择适合的排序算法借鉴。 关键词：冒泡排序;选择排序;插入排序;归并排序;快速排序。 排序是计算机科学中基本的研究课题之一,其目的是方便记录的查找、插入和删除。随着计算机的发展与应用领域的越来越广,基于计算机硬件的速度和存储空间的有限性,如何提高计算机速度并节省存储空间一直成为软件设计人员的努力方向。其中,排序算法已成为程序设计人员考虑的因素之一[1]，排序算法选择得当与否直接影响程序的执行效率和内外存储空间的占用量,甚至影响整个软件的综合性能。排序操作[2，3],就是将一组数据记录的任意序列,重新排列成一个按关键字有序的序列。而所谓排序的稳定性[4]是指如果在排序的序列中，存在前后相同的两个元素，排序前和排序后他们的相对位臵不发生变化。 1 算法与特性 1.1冒泡排序 1.1.1冒泡排序的基本思想 冒泡排序的基本思想是[5,6]:首先将第1个记录的关键字和第2个记录的关键字进行比较,若为逆序,则将2个记录交换,然后比较第2个和第3个记录的关键字,依次类推,直至ｎ-1个记录和第ｎ个记录的关键字进行过比较为止。然后再按照上述过程进行下一次排序,直至整个序列有序为止。 1.1.2冒泡排序的特性 容易判断冒泡排序是稳定的。可以分析出它的效率,在最好情况下,只需通过ｎ-1次比较,不需要移动关键字,即时间复杂度为Ｏ(ｎ)(即正序);在最坏情况下是初始序列为逆序,则需要进行ｎ-1次排序,需进行ｎ(ｎ-1)/2次比较,因此在最坏情况下时间复杂度为Ｏ(ｎ2),附加存储空间为Ｏ(1)。 1.2选择排序 1.2.1选择排序的基本思想 选择排序的基本思想是[5,6]:每一次从待排序的记录中选出关键字最小的记录,顺序放在已排好序的文件的最后,直到全部记录排序完毕.常用的选择排序方法有直接选择排序和堆排序,考虑到简单和易理解,这里讨论直接选择排序。直接选择排序的基本思想是ｎ个记录的文件的直接排序可经过ｎ-1次直接选择排序得到有序结果。 1.2.2选择排序的特性 容易得出选择排序是不稳定的。在直接选择排序过程中所需进行记录移动的操作次数最少为0,最大值为3(ｎ-1)。然而,无论记录的初始排序如何,所需进行的关键字间的比较次数相同,均为ｎ(ｎ-1)/2,时间 动态查找表实验报告 一. 1 、实验概要 实验项目名称: 抽象数据类型的实现 实验项目性质: 设计性实验 所属课程名称: 数据结构 实验计划学时: 6 2、实验目的 对某个具体的抽象数据类型，运用课程所学的知识和方法，设计合理的数据结构，并在此基础上实现该抽象数据类型的全部基本操作。通过本设计性实验，检验所学知识和能力，发现学习中存在的问题。进而达到熟练地运用本课程中的基础知识及技术的目的。 实验要求如下： 1．参加实验的学生应首先了解设计的任务，然后根据自己的基础和能力从中选择一题。一般来说，选择题目应以在规定的时间内能完成，并能得到应有的锻炼为原则。若学生对教材以外的相关题目较感兴趣，希望选作实验的题目时，应征得指导教师的认可，并写出明确的抽象数据类型定义及说明。 2. 实验前要作好充分准备，包括：理解实验要求，掌握辅助工具的使用，了解该抽象数据类型的定义及意义，以及其基本操作的算法并设计合理的存储结构。 3. 实验时严肃认真，要严格按照要求独立进行设计，不能随意更改。注意观察并记录各种错误现象，纠正错误，使程序满足预定的要求，实验记录应作为实验报告的一部分。 4. 实验后要及时总结，写出实验报告，并附所打印的问题解答、程序清单，所输入的数据及相应的运行结果。 所用软件环境或工具：DEV-C++5可视化编程环境. 3.动态查找表的抽象数据类型 ADT DynamicSearchTable { 数据对象D：D是具有相同特性的数据元素的集合。每个数据元素含有类型相同的关键字，可唯一 标识数据元素。 数据关系R：数据元素同属一个集合。 基本操作P： InitDSTable(&DT); 操作结果：构造一个空的动态查找表DT。 DestroyDSTable(&DT); 初始条件：动态查找表DT存在； 操作结果：销毁动态查找表DT。 SearchDSTable(DT, key); 初始条件：动态查找表DT存在，key为和关键字类型相同的给定值； 操作结果：若DT中存在其关键字等于key的数据元素，则函数值为该元素的值或在表中的 实验七查找、排序的应用 一、实验目的 1、本实验可以使学生更进一步巩固各种查找和排序的基本知识。 2、学会比较各种排序与查找算法的优劣。 3、学会针对所给问题选用最适合的算法。 4、掌握利用常用的排序与选择算法的思想来解决一般问题的方法和技巧。 二、实验内容 [问题描述] 对学生的基本信息进行管理。 [基本要求] 设计一个学生信息管理系统，学生对象至少要包含：学号、姓名、性别、成绩1、成绩2、总成绩等信息。要求实现以下功能：1．总成绩要求自动计算； 2．查询：分别给定学生学号、姓名、性别，能够查找到学生的基本信息（要求至少用两种查找算法实现）； 3．排序：分别按学生的学号、成绩1、成绩2、总成绩进行排序（要求至少用两种排序算法实现）。 [测试数据] 由学生依据软件工程的测试技术自己确定。 三、实验前的准备工作 1、掌握哈希表的定义，哈希函数的构造方法。 2、掌握一些常用的查找方法。 1、掌握几种常用的排序方法。 2、掌握直接排序方法。 四、实验报告要求 1、实验报告要按照实验报告格式规范书写。 2、实验上要写出多批测试数据的运行结果。 3、结合运行结果，对程序进行分析。 五、算法设计 a、折半查找 设表长为n，low、high和mid分别指向待查元素所在区间的下界、上界和中点,key为给定值。初始时，令low=1,high=n,mid=(low+high)/2，让key与mid指向的记录比较， 若key==r[mid].key，查找成功 若key 《软件工程》社会实践 分布式系统中排序算法以及应用案例设计报告 学号： 2014107326 姓名：侯明兰 一.算法需求分析 1. 分布式排序算法的排序过程为：在p台已经赋予序号的计算机C1，C2，……，Cp上，对一组给定的数据分布X={X1，X2，……，Xp}进行全局排序，得到一个新的数据分布Y={Y1，Y2，……，Yp}，使得每个Yi(1≤i≤p)有序，并且Yi的每个元素不大于Yj的任何元素，i ≤j。分布式排序必须完成的最小工作是： 1.1 数据传输：把一些效据从它们所在的机器送到它们应放的机器； 1.2 局部排序； 1.3 预处理，以便能正确地把数据重新分布。 因此，根据预处理分类，一个分布式系统中的排序算法有四类操作： 1.3.1 局部排序； 1..3.2 合并； 1.3.3 预处理； 1.3.4 数据交换。 2.算法的分类：根据算法的分析可以分为：单节点排序（序(Single Node Sort，SNS）、多节点归并排序（(Multiple Node Merge Sort，MNMS）和多节点分区排序（(Multiple Partition Sort，MPS）。 2.1 单节点排序（SNS）：假设数据存储在多个节点中，但是负责计算的节点之间没有并行计算的能力，只有当前被连接的节点能够提供计算并对对客户端提供服务．在这样的场景下对进行数据排序，流程的主要是，各节点将数据读入内存，并通过网络传输至排序的节点，在该节点上进行排序。 2.2 多节点归并排序：当存储数据的节点同时也拥有计算能力的时候，可以采用算法是：各节点先对存储在本地的数据进行排序，待所有的存储节点都对本地的数据排好序之后，再传送至某一个处理节点进行归并排序。 实验报告 课程名称数据结构实验名称查找与排序的实现 系别专业班级指导教师11 学号姓名实验日期实验成绩 一、实验目的 (1)掌握交换排序算法（冒泡排序）的基本思想； (2)掌握交换排序算法（冒泡排序）的实现方法； (3)掌握折半查找算法的基本思想； (4)掌握折半查找算法的实现方法； 二、实验内容 1.对同一组数据分别进行冒泡排序，输出排序结果。要求： 1)设计三种输入数据序列：正序、反序、无序 2)修改程序： a)将序列采用手工输入的方式输入 b)增加记录比较次数、移动次数的变量并输出其值，分析三种序列状态的算法时间复杂 性 2.对给定的有序查找集合，通过折半查找与给定值k相等的元素。 3.在冒泡算法中若设置一个变量lastExchangeIndex来标记每趟排序时经过交换的最后位置， 算法如何改进？ 三、设计与编码 1.本实验用到的理论知识 2.算法设计 3.编码 package sort_search; import java.util.Scanner; public class Sort_Search { //冒泡排序算法 public void BubbleSort(int r[]){ int temp; int count=0,move=0; boolean flag=true; for(int i=1;i 《排序问题求解》实验报告 一、算法的基本思想 1、直接插入排序算法思想 直接插入排序的基本思想是将一个记录插入到已排好序的序列中，从而得到一个新的，记录数增1 的有序序列。 直接插入排序算法的伪代码称为InsertionSort，它的参数是一个数组A[1..n]，包含了n 个待排序的数。用伪代码表示直接插入排序算法如下： InsertionSort (A) for i←2 to n do key←A[i] //key 表示待插入数 //Insert A[i] into the sorted sequence A[1..i-1] j←i-1 while j>0 and A[j]>key do A[j+1]←A[j] j←j-1 A[j+1]←key 2、快速排序算法思想 快速排序算法的基本思想是，通过一趟排序将待排序序列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。 假设待排序序列为数组A[1..n]，首先选取第一个数A[0]，作为枢轴（pivot），然后按照下述原则重新排列其余数：将所有比A[0]大的数都排在它的位置之前，将所有比A[0] 小的数都排在它的位置之后，由此以A[0]最后所在的位置i 作为分界线，将数组A[1..n]分成两个子数组A[1..i-1]和A[i+1..n]。这个过程称作一趟快速排序。通过递归调用快速排序，对子数组A[1..i-1]和A[i+1..n]排序。 一趟快速排序算法的伪代码称为Partition,它的参数是一个数组A[1..n]和两个指针low、high,设枢轴为pivotkey，则首先从high 所指位置起向前搜索，找到第一个小于pivotkey 的数，并将其移到低端，然后从low 所指位置起向后搜索，找到第一个大于pivotkey 的数，并将其移到高端，重复这两步直至low=high。最后，将枢轴移到正确的位置上。用伪代码表示一趟快速排序算法如下： Partition ( A, low, high) A[0]←A[low] //用数组的第一个记录做枢轴记录 privotkey←A[low] //枢轴记录关键字 while low 常见内部排序算法比较 排序算法是数据结构学科经典的内容，其中内部排序现有的算法有很多种，究竟各有什么特点呢？本文力图设计实现常用内部排序算法并进行比较。分别为起泡排序，直接插入排序，简单选择排序，快速排序，堆排序，针对关键字的比较次数和移动次数进行测试比较。 问题分析和总体设计 ADT OrderableList { 数据对象：D={ai| ai∈IntegerSet,i=1,2,…,n,n≥0} 数据关系：R1={〈ai-1，ai〉|ai-1, ai∈D, i=1,2,…,n} 基本操作： InitList(n) 操作结果：构造一个长度为n，元素值依次为1，2，…，n的有序表。Randomizel(d,isInverseOrser) 操作结果：随机打乱 BubbleSort( ) 操作结果：进行起泡排序 InserSort( ) 操作结果：进行插入排序 SelectSort( ) 操作结果：进行选择排序 QuickSort( ) 操作结果：进行快速排序 HeapSort( ) 操作结果：进行堆排序 ListTraverse(visit( )) 操作结果：依次对L种的每个元素调用函数visit( ) }ADT OrderableList 待排序表的元素的关键字为整数.用正序,逆序和不同乱序程度的不同数据做测试比较,对关键字的比较次数和移动次数(关键字交换计为3次移动)进行测试比较.要求显示提示信息,用户由键盘输入待排序表的表长(100-1000)和不同测试数据的组数(8-18).每次测试完毕,要求列表现是比较结果. 要求对结果进行分析. 详细设计 1、起泡排序 算法：核心思想是扫描数据清单，寻找出现乱序的两个相邻的项目。当找到这两个项目后，交换项目的位置然后继续扫描。重复上面的操作直到所有的项目都按顺序排好。 bubblesort(struct rec r[],int n) { int i,j; struct rec w; unsigned long int compare=0,move=0; for(i=1;i<=n-1;i++) for(j=n;j>=i+1;j--) { if(r[j].key 一、实验目的 (1)学习汇编语言循环结构语句的特点,重点掌握冒泡排序的方法。 (2)理解并掌握各种指令的功能,编写完整的汇编源程序。 (3)进一步熟悉DEBUG的调试命令,运用DEBUG进行调试汇编语言程序。 二、实验内容及要求 (1)实验内容:从键盘输入五个有符号数,用冒泡排序法将其按从小到大的顺序排序。 (2)实验要求: ①编制程序,对这组数进行排序并输出原数据及排序后的数据; ②利用DEBUG调试工具,用D0命令,查瞧排序前后内存数据的变化; ③去掉最大值与最小值,求出其余值的平均值,输出最大值、最小值与平均值; ④用压栈PUSH与出栈POP指令,将平均值按位逐个输出; ⑤将平均值转化为二进制串,并将这组二进制串输出; ⑥所有数据输出前要用字符串的输出指令进行输出提示,所有数据结果能清晰显示。 三、程序流程图Array (1)主程序:MAIN (2) 就是 NAME BUBBLE_SORT DATA SEGMENT ARRAY DW 5 DUP(?) ;输入数据的存储单元 COUNT DW 5 TWO DW 2 FLAG1 DW 0 ;判断符号标志 FLAG2 DB 0 ;判断首位就是否为零的标志FAULT DW -1 ;判断出错标志 CR DB 0DH,0AH,'$' STR1 DB 'Please input five numbers seperated with space and finished with Enter:','$' STR2 DB 'The original numbers:','$' STR3 DB 'The sorted numbers:','$' STR4 DB 'The Min:','$' STR5 DB 'The Max:','$' STR6 DB 'The Average:','$' STR7 DB 'The binary system of the average :','$' STR8 DB 'Input error!Please input again!''$' DATA ENDS CODE SEGMENT MAIN PROC FAR ASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA START: PUSH DS AND AX,0 PUSH AX MOV AX,DATA MOV DS,AX LEA DX,STR1 MOV AH,09H ;9号DOS功能调用,提示输入数据 INT 21H CALL CRLF ;回车换行 REIN: CALL INPUT ;调用INPUT子程序,输入原始数据CMP AX,FAULT ;判断就是否出错, JE REIN ;出错则重新输入 第8章怎样研究算法排序算法示例练习题答案解析． 第8章怎样研究算法:排序算法示例 1、排序算法是最基本的算法，很多复杂算法都是以排序为基础进行构造的。关于排序算法，下列说法不正确的是_____。(A)大规模数据集合中查找有无某些元素的问题，有序数据集合比无序数据集合的查找要快得多； (B)大规模数据集合中按元素分组进行计算的问题，有序数据集合比无序数据集合的计算要快得多； (C)对无序数据集合，两个算法 X和Y：X 采用无序数据处理，Y采用先将无序数据排序成有序数据，然后进行处理；则对前述(A)、(B)两类问题，Y算法一定比X算法慢；(D)上述说法有不正确的； 答案：C 解释： 本题考核排序算法的研究有序数据集合有 利在大规模数据集合中查找，算法进行和判断，要比无序数据集合查找的快， 算法尽管需要排序后再处理，选项，Y对于（C）Y但排序处理后的数据查找更加快捷，因此可能 X算法更快。算法比具体内容请参考排序算法以及第八章课件。、下列三个算法是关于“大规模数据集合中查2“学生”针对一个找有无某些元素”问题的算法：数据表，如下示意，找出“成绩”为某一分数的所有学生。学生 学 12030095 07 1203001李94 03 宁 1203001李88 01 鹏 85 徐120300106 月． 1203001王79 02 刚 1203001江77 09 12030073 10 12030069 0412030066 0544 12030008 A1】【算法Start of algorithm A1 条记录开始，直到其最Step 从数据表的第 电子科技大学实验报告 课程名称：数据结构与算法 学生姓名： 学号： 点名序号： 指导教师： 实验地点：基础实验大楼 实验时间： 5月20日 2014-2015-2学期 信息与软件工程学院 实验报告（二） 学生姓名学号：指导教师： 实验地点：基础实验大楼实验时间：5月20日 一、实验室名称：软件实验室 二、实验项目名称：数据结构与算法—排序与查找 三、实验学时：4 四、实验原理： 快速排序的基本思想是：通过一躺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都比另外一不部分的所有数据都要小，然后再按次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，以此达到整个数据变成有序序列。 假设要排序的数组是A[1]……A[N]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一躺快速排序。一躺快速排序的算法是： 1）设置两个变量I、J，排序开始的时候I：=1，J：=N 2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X：=A[1]； 3）从J开始向前搜索，即（J：=J-1），找到第一个小于X的值，两者交换； 4）从I开始向后搜索，即（I：=I+1），找到第一个大于X的值，两者交换； 5）重复第3、4步，直到I=J。 二分法查找（折半查找）的基本思想： （1）确定该区间的中点位置：mid=（low+high）/2 min代表区间中间的结点的位置，low代表区间最左结点位置，high代表区间最右结点位置（2）将待查a值与结点mid的关键字（下面用R[mid].key）比较，若相等，则查找成功，否则确定新的查找区间： A)如果R[mid].key>a，则由表的有序性可知，R[mid].key右侧的值都大于a，所以等于a的关键字如果存在，必然在R[mid].key左边的表中,这时high=mid-1; B)如果R[mid].key 2010级数据结构实验报告 实验名称：排序 姓名：袁彬 班级： 2009211120 班内序号： 09 学号： 09210552 日期： 2010 年12 月19 日 1．实验要求 试验目的： 通过选择试验内容中的两个题目之一，学习、实现、对比各种排序的算法，掌握各种排序算法的优缺点，以及各种算法使用的情况。 试验内容： 题目一： 使用简单数组实现下面各种排序算法，并进行比较。 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简单选择排序； ⑥堆排序 ⑦归并排序 ⑧基数排序 ⑨其他。 具体要求如下： ①测试数据分为三类：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（其中关键字交换记为三次移动）。 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，精确到微妙。 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。 ⑤编写main()函数测试各种排序算法的正确性。 题目二： 使用链表实现下面各种排序算法，并进行比较。 排序算法如下： 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。 具体要求如下： ①测试数据分为三类：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（其中关键字交换记为三次移动）。 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，精确到微妙（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。 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 存储结构 程序中每一个算法均是用一个类来表示的，类中有自己的构造函数、排序函数。 程序的储存结构采用数组。数组的第一个位置不存储数据。数据从第二个位置开始。数组中的相对位置为数组的下标。 2.2 关键算法分析 ㈠、关键算法： 1、插入排序函数：Insert s ort(int n) ①、从2开始做循环，依次和前面的数进行比较：for(int i=2;i<=n;i++) ②、如果后面的比前面的小，则进行前移：if(number[i]各种排序算法比较
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