设计3题目：各种排序算法及性能分析

1、设计3目的

掌握各种内排序算法设计及其执行绝对时间，并对其时间性能进行比较。

2、设计3正文

2.1 实验内容

内容：编写一个程序，随机产生n个1-99的正整数序列，分别采用直接插入排序、折半插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、简单选择排序、堆排序和二路归并排序算法对其递增排序，求出每种排序方法所需要的绝对时间。

要求：为了便于体现各类排序算法的执行时间差别，要求产生不少于50000个随机数进行测试，同时需要编写测试函数用于测试排序结果是否为递增的。

2.2 实验分析

2-1各种排序算法及性能分析功能图

本次的程序是一个对各种算法进行统计的集合，需要编写各种排序算法，在程序中需要有生成随机数的initial（）函数、进行位置交换的函数swap（）以及验证其正确性的test（）函数、对数据及堆排序数据复制的copy（）以及copy1（）函数。而最为关键的则是实验中涉及算法的函数，包括了InsertSort（）、BinInsertSort（）、 ShellSort（）、BubbleSort（）、GBubbleSort（）、partition（）、QuickSort（）、SelectSort（）、sift（）、HeapSort（）、Merge（）、MergePass（）和MergeSort（）函数的编写，在每种排序后有对应的计算时间所用函数，该程序的效果如图2-1各种排序算法及性能分析功能图所示。

在这些排序算法中性能最好的两种为堆排序和二路归并排序，其中堆排序是通过将无序表转化为堆，可以直接找到表中最大值或者最小值，然后将其提取出来，令剩余的记录再重建一个堆，取出次大值或者次小值，如此反复执行就可以得到一个有序序列。二路归并排序是分为两个基本的操作，一个是分，也就是把原数组划分成两个子数组的过程。另一个是治，它将两个有序数组合并成一个更大的有序数组。在归并的过程中将子表两两合并，每合并一次，就会产生一个新的且更长的有序表，重复这一步骤，直到最后只剩下一个子表，这个子表就是排好序的线性表。

堆排序通过循环对堆的元素进行排列来构造大根堆或是小根堆，该过程如图2-3所示