南京师范大学计电院数据结构课设——排序算法

1 排序算法

1.1 题目要求

编程实现希尔、快速、堆排序、归并排序算法。要求首先随机产生10000个数据存入磁盘文件，然后读入数据文件，分别采用不同的排序方法进行排序并将结果存入文件中。

1.2 算法思想描述

1.2.1 随机数生成

当需要生成一系列随机数时，常常需要使用随机函数。然而，传统的rand()函数所生成的数据并不能被视为真正的随机数，因其仅限于某个特定范围内的值，并且在多次运行同一rand()函数时，所产生的随机数序列是完全一致的，缺乏真正的随机性。为此，我们需要借助srand()函数来设置rand()函数生成随机数时的种子值，通过不同的种子值，我们可以获得不同的随机数序列。

为了实现更接近真正随机数的序列生成，一种常见的做法是利用srand((int)time(NULL))的方式，即利用系统时钟来产生随机数种子。该方法将当前时间转换为一个整数，并将其作为srand()函数的参数，以初始化随机数生成器的种子值。由于时间的变化是无法预测的，因此每次程序运行时都会获得一个不同的种子值，从而产生不同的随机数序列。

图1.1 随机生成数示例代码

1.2.2 希尔排序

希尔排序（Shell Sort）是一种基于插入排序的排序算法，它通过将待排序的元素按照一定的间隔分组，对每组进行插入排序，随着间隔逐渐减小，最终使得整个序列达到有序状态。

下面是希尔排序的基本思想和实现步骤：

1. 选择一个间隔序列（称为增量序列），通常初始间隔为数组长度的一半，然后逐步缩小间隔直到为1。
2. 对于每个间隔，将数组分成多个子序列，子序列的元素之间相隔间隔个位置。
3. 对每个子序列进行插入排序，即将子序列中的元素按照插入排序的方式进行排序。
4. 重复步骤2和步骤3，直到间隔为1时，进行最后一次插入排序。