几种常见的排序算法的实现与性能分析数据结构课程设计报告

课程设计(论文)

题 目 名 称 几种常见的排序算法的实现与性能分析 课 程 名 称 数据结构课程设计 学 生 姓 名 学 号 系 、专 业 信息工程系、通信工程 指 导 教 师

2012年 12 月 23 日

摘 要

设计一个测试程序比较起泡排序、直接排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序算法的关键字比较次数和移动次数。运用多种自定义函数，通过在主函数中调用自定义函数，实现其功能，最后输出相应算法的比较次数(至少有五种不同的数据)和移动次数（关键字的交换记为三次移动）。从而直观的判断各内部排序算法性能的优劣性。

关键词：起泡排序；直接排序；简单选择排序；快速排序；希尔排序；堆排序；

内部排序；直观；比较次数；移动次数

目录

1 问题描述 ................................................. 1 2 需求分析 ................................................. 1 3 概要设计 ................................................. 1 3．1抽象数据类型定义..................................... 1 3．2模块划分 ............................................ 2 4 详细设计 ............................................ 3

4．1数据类型的定义 ...................................... 3 4．2主要模块的算法描述 ................................... 3 5 测试分析 ............................................ 8 6 课程设计总结 ........................................ 12 参考文献 ............................................. 12 附录（源程序清单） .................................... 13

1 问题描述

设计一个测试程序比较起泡排序、直接排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序算法的关键字比较次数和移动次数以取得直观感受。待排序表的表长不小于100，表中数据随机产生，至少用5组不同数据作比较，比较指标有：关键字参加比较次数和关键字的移动次数（关键字交换记为3次移动）。最后输出比较结果。

2 需求分析

（1）用数组S来存放系统随机产生的100个数据，并放到R数组中，数据由程序随机产生，用户只需查看结果。

（2）利用全局变量times和changes来分别统计起泡排序、直接排序、简单选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序算法的比较次数和移动次数，然后输出结果，并在每一次统计之后，将times和changes都赋值为0。

（3）在主函数中调用用户自定义函数，输出比较结果。

（4）本程序是对几种内部排序算法的关键字进行性能分析的程序，它分为以下几个部分：a、建立数组；b、调用函数求比较和移动次数；c、输出结果。

3 概要设计

3．1抽象数据类型定义

排序数据类型定义：

ADT paixu{

数据对象：D={aij|aij属于{1，2，3…},i,j>0} 数据关系：R={|ai-1,ai∈D，i=2,...,n} 基本操作：

Insertsort();

初始条件：数组已经存在。

基本思想：将一个记录插入到已经排好序的有序列表中，从而得到了一个新的、记录新增1的有序表。

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