第十六周上机实践—项目1（2）—验证算法希尔排序快速排序

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/*      
 *Copyright(c) 2015,烟台大学计算机学院      
 *All rights reserved.      
 *文件名称:test.cpp      
 *作者:林莉      
 *完成日期:2015年12月14日      
 *版本:v1.0      
 *      
 *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：希尔排序；快速排序；
  
 *输入描述:无      
 *输出描述:所得结果。   
 */

1.希尔排序

#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 ShellSort(RecType R[],int n)   //希尔排序算法
{
    int i,j,gap;
    RecType tmp;
    gap=n/2;                //增量置初值
    while (gap>0)
    {
        for (i=gap; i<n; i++) //对所有相隔gap位置的所有元素组进行排序
        {
            tmp=R[i];
            j=i-gap;
            while (j>=0 && tmp.key<R[j].key)//对相隔gap位置的元素组进行排序
            {
                R[j+gap]=R[j];
                j=j-gap;
            }
            R[j+gap]=tmp;
            j=j-gap;
        }
        gap=gap/2;  //减小增量
    }
}

int main()
{
    int i,n=11;
    RecType R[MaxSize];
    KeyType a[]= {16,25,12,30,47,11,23,36,9,18,31};
    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");
    ShellSort(R,n);
    printf("排序后:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：

排序中输出每一趟的中间结果

#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 ShellSort(RecType R[],int n)   //希尔排序算法
{
    int i,j,gap,k;
    RecType tmp;
    gap=n/2;                //增量置初值
    while (gap>0)
    {
        for (i=gap; i<n; i++) //对所有相隔gap位置的所有元素组进行排序
        {
            tmp=R[i];
            j=i-gap;
            while (j>=0 && tmp.key<R[j].key)//对相隔gap位置的元素组进行排序
            {
                R[j+gap]=R[j];
                j=j-gap;
            }
            R[j+gap]=tmp;
            j=j-gap;
        }
        printf("gap=%d:",gap);
        for (k=0; k<n; k++)
            printf("%d ",R[k].key);
        printf("\n");
        gap=gap/2;  //减小增量
    }
}

int main()
{
    int i,n=11;
    RecType R[MaxSize];
    KeyType a[]= {16,25,12,30,47,11,23,36,9,18,31};
    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");
    ShellSort(R,n);
    printf("排序后:");
    for (i=0; i<n; i++)
        printf("%d ",R[i].key);
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果：

2.快速排序

（1）以第1个元素作为基准

#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[]= {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");
    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：

（2）以中间位置的元素作为基准

#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 QuickSort1(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;
    KeyType pivot;
    RecType tmp;
    pivot = R[(s+t)/2].key; //用区间的中间位置的元素作为关键字
    if (s<t)                //区间内至少存在两个元素的情况
    {
        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>pivot)
                j--;        //从右向左扫描,找第1个小于基准的R[j]
            while (i<j && R[i].key<pivot)
                i++;        //从左向右扫描,找第1个大于基准记录R[i]
            if(i<j)        //将前后的两个失序元素进行交换
            {
                tmp=R[i];
                R[i]=R[j];
                R[j]=tmp;
            }
        }
        QuickSort1(R,s,i-1);        //对左区间递归排序
        QuickSort1(R,j+1,t);        //对右区间递归排序
    }
}
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");
    QuickSort1(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：