《数据结构教程(李春葆主编 第五版)》第十章源代码—排序

顺序表基本运算算法(seqlist.cpp)

#include <stdio.h>
#define MAXL 100		//最大长度
typedef int KeyType;	//定义关键字类型为int
typedef char InfoType;

typedef struct
{	KeyType key;		//关键字项
	InfoType data;		//其他数据项，类型为InfoType
} RecType;				//查找元素的类型

void swap(RecType x,RecType y)	//x和y交换
{
	RecType tmp=x;
	x=y; y=tmp;
}

void CreateList(RecType R[],KeyType keys[],int n)	//创建顺序表
{
	for (int i=0;i<n;i++)			//R[0..n-1]存放排序记录
		R[i].key=keys[i];
}

void DispList(RecType R[],int n)	//输出顺序表
{
	for (int i=0;i<n;i++)
		printf("%d ",R[i].key);
	printf("\n");
}
//----以下运算针对堆排序的程序
void CreateList1(RecType R[],KeyType keys[],int n)	//创建顺序表
{
	for (int i=1;i<=n;i++)			//R[1..n]存放排序记录
		R[i].key=keys[i-1];
}
void DispList1(RecType R[],int n)	//输出顺序表
{
	for (int i=1;i<=n;i++)
		printf("%d ",R[i].key);
	printf("\n");
}

直接插入排序算法

#include "seqlist.cpp"
void InsertSort(RecType R[],int n) //对R[0..n-1]按递增有序进行直接插入排序
{	int i, j; RecType tmp;
	for (i=1;i<n;i++) 
	{
		if (R[i].key<R[i-1].key)	//反序时 
		{	
			tmp=R[i];
			j=i-1; 
			do					//找R[i]的插入位置 
			{
				R[j+1]=R[j];   	//将关键字大于R[i].key的记录后移
				j--;
			}  while  (j>=0 && R[j].key>tmp.key);
			R[j+1]=tmp;      		//在j+1处插入R[i]
		}
		printf("  i=%d: ",i); DispList(R,n);
	}
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	InsertSort(R,n);
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}

折半插入排序算法

#include "seqlist.cpp"
void BinInsertSort(RecType R[],int n)
{	int i, j, low, high, mid;
	RecType tmp;
	for (i=1;i<n;i++) 
	{
		if (R[i].key<R[i-1].key)		//反序时 
		{
			tmp=R[i];		  			//将R[i]保存到tmp中
	     	low=0;  high=i-1;
			while (low<=high)	  		//在R[low..high]中查找插入的位置
			{
				mid=(low+high)/2;		//取中间位置
				if (tmp.key<R[mid].key)
					high=mid-1;			//插入点在左半区
				else 
					low=mid+1;			//插入点在右半区
			}                          	//找位置high
			for (j=i-1;j>=high+1;j--)	//集中进行元素后移
				R[j+1]=R[j];
			R[high+1]=tmp;				//插入tmp 
		}
		printf("  i=%d: ",i);
		DispList(R,n);
	} 
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	BinInsertSort(R,n);
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}

希尔排序算法

#include "seqlist.cpp"
void ShellSort(RecType R[],int n) //希尔排序算法
{	int i,j,d;
	RecType tmp;
	d=n/2;					//增量置初值
	while (d>0)
	{	for (i=d;i<n;i++) 	//对所有组采用直接插入排序
		{	tmp=R[i];		//对相隔d个位置一组采用直接插入排序
			j=i-d;
			while (j>=0 && tmp.key<R[j].key)
			{	R[j+d]=R[j];
				j=j-d;
			}
			R[j+d]=tmp;
		}
		printf("  d=%d: ",d); DispList(R,n);
		d=d/2;				//减小增量
	}
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	ShellSort(R,n); 
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}

冒泡排序算法

#include "seqlist.cpp"
void BubbleSort(RecType R[],int n)
{
	int i,j,k;
	RecType tmp;
	for (i=0;i<n-1;i++) 
	{
		for (j=n-1;j>i;j--)	//比较,找出本趟最小关键字的记录
			if (R[j].key<R[j-1].key)   
			{
				tmp=R[j];  //R[j]与R[j-1]进行交换,将最小关键字记录前移
				R[j]=R[j-1];
				R[j-1]=tmp;
			}
		printf("  i=%d: ",i);
		DispList(R,n);
	}
} 

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	BubbleSort(R,n); 
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}

改进的冒泡排序算法

#include "seqlist.cpp"
void BubbleSort1(RecType R[],int n)
{	int i,j;
	bool exchange;
	RecType tmp;
	for (i=0;i<n-1;i++) 
	{	exchange=false;					//一趟前exchange置为假
		for (j=n-1;j>i;j--)				//归位R[i],循环n-i-1次
			if (R[j].key<R[j-1].key)	//相邻两个元素反序时
			{	tmp=R[j];				//将这两个元素交换
				R[j]=R[j-1];
				R[j-1]=tmp;
				exchange=true;			//一旦有交换，exchange置为真
			}
		printf("  i=%d: ",i);
		DispList(R,n);
		if (!exchange)					//本趟没有发生交换，中途结束算法
			return;
	}
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={0,1,7,2,5,4,3,6,8,9};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	BubbleSort1(R,n);  
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}

快速排序算法

#include "seqlist.cpp"
int count=0;
int partition(RecType R[],int s,int t)	//一趟划分
{
	int i=s,j=t;
	RecType tmp=R[i];			//以R[i]为基准
	while (i<j)  				//从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,找一个小于tmp.key的R[j]
		R[i]=R[j];				//找到这样的R[j],放入R[i]处
		while (i<j && R[i].key<=tmp.key)
			i++;				//从左向右扫描,找一个大于tmp.key的R[i]
		R[j]=R[i];				//找到这样的R[i],放入R[j]处
	}
	R[i]=tmp;
	return i;
}

void QuickSort(RecType R[],int s,int t) //对R[s..t]的元素进行快速排序
{	int i;
	RecType tmp;
	if (s<t) 					//区间内至少存在两个元素的情况
	{	count++;
		i=partition(R,s,t);
		DispList(R,10);			//调试用
		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[MAXL];
	KeyType a[]={15,18,29,12,35,32,27,23,10,20};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	QuickSort(R,0,n-1);
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}
*/

int main()
{
	int i,n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={6,8,7,9,0,1,3,2,4,5};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	QuickSort(R,0,n-1);
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	printf("count=%d\n",count);
	return 1;
}

简单选择排序算法

#include "seqlist.cpp"
void SelectSort(RecType R[],int n)
{
	int i,j,k;
	RecType temp;
	for (i=0;i<n-1;i++)    	 	//做第i趟排序
	{
		k=i;
		for (j=i+1;j<n;j++)  	//在当前无序区R[i..n-1]中选key最小的R[k]
			if (R[j].key<R[k].key)
				k=j;           	//k记下目前找到的最小关键字所在的位置
			if (k!=i)          		//交换R[i]和R[k]
			{
				temp=R[i];
				R[i]=R[k];
				R[k]=temp;  
			}
		printf("  i=%d: ",i); DispList(R,n);
	}
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	SelectSort(R,n);
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}

堆排序算法

#include "seqlist.cpp"
void sift(RecType R[],int low,int high)
{
	int i=low,j=2*i;     					//R[j]是R[i]的左孩子
	RecType temp=R[i];
	while (j<=high) 
	{
		if (j<high && R[j].key<R[j+1].key) 	//若右孩子较大,把j指向右孩子
			j++;    						//变为2i+1
		if (temp.key<R[j].key) 
		{
			R[i]=R[j];              		//将R[j]调整到双亲结点位置上
			i=j;                    		//修改i和j值,以便继续向下筛选
			j=2*i;
		}
		else break;                 		//筛选结束
	}
	R[i]=temp;                      		//被筛选结点的值放入最终位置
}

void HeapSort(RecType R[],int n)
{
	int i;
	RecType tmp;
	for (i=n/2;i>=1;i--)	//循环建立初始堆,调用sift算法 n/2 次
		sift(R,i,n); 
	printf("初始堆:"); DispList1(R,n);
	for (i=n;i>=2;i--)		//进行n-1趟完成推排序,每一趟堆排序的元素个数减1
	{	tmp=R[1];			//将最后一个元素与根R[1]交换
		R[1]=R[i];
		R[i]=tmp;
		printf("第%d趟: ",n-i+1); DispList1(R,n);
		sift(R,1,i-1);		//对R[1..i-1]进行筛选,得到i-1个节点的堆
		printf("筛选为:"); DispList1(R,n);
	}
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={15,18,29,12,35,32,27,23,10,20};
	CreateList1(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList1(R,n);
	HeapSort(R,n);
	printf("排序后:"); DispList1(R,n);
	return 1;
}

/*
int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={0,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList1(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList1(R,n);
	HeapSort(R,n);
	printf("排序后:"); DispList1(R,n);
	return 1;
}
*/

最低位优先的基数排序算法

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#define MAXE 20			//线性表中最多元素个数
#define MAXR 10			//基数的最大取值
#define MAXD 8			//关键字位数的最大取值
typedef struct node
{	
	char data[MAXD];	//记录的关键字定义的字符串
    struct node *next;
} NodeType;
void CreaLink(NodeType *&p,char *a[],int n);
void DispLink(NodeType *p);
void RadixSort(NodeType *&p,int r,int d) //实现基数排序:p为待排序序列链表指针,r为基数,d为关键字位数
{
	NodeType *head[MAXR],*tail[MAXR],*t;//定义各链队的首尾指针
	int i,j,k;
	for (i=0;i<=d-1;i++)           		//从低位到高位循环
	{	
		for (j=0;j<r;j++) 				//初始化各链队首、尾指针
			head[j]=tail[j]=NULL;
		while (p!=NULL)          		//对于原链表中每个结点循环
		{	
			k=p->data[i]-'0';   		//找第k个链队
			if (head[k]==NULL)   		//进行分配
			{
				head[k]=p;
				tail[k]=p;
			}
          	else
			{
              	tail[k]->next=p;
				tail[k]=p;
			}
            p=p->next;             		//取下一个待排序的元素
		}
		p=NULL;							//重新用p来收集所有结点
       	for (j=0;j<r;j++)        		//对于每一个链队循环
        	if (head[j]!=NULL)         	//进行收集
			{	
				if (p==NULL)
				{
					p=head[j];
					t=tail[j];
				}
				else
				{
					t->next=head[j];
					t=tail[j];
				}
			}
		t->next=NULL;					//最后一个结点的next域置NULL
		printf("  按%s位排序\t",(i==0?"个":"十"));
		DispLink(p);
	}
}

void CreateLink(NodeType *&p,char a[MAXE][MAXD],int n)	//采用后插法产生链表
{
	int i;
	NodeType *s,*t;
	for (i=0;i<n;i++)
	{
		s=(NodeType *)malloc(sizeof(NodeType));
		strcpy(s->data,a[i]);
		if (i==0)
		{
			p=s;t=s;
		}
		else
		{
			t->next=s;t=s;
		}
	}
	t->next=NULL;
}
void DispLink(NodeType *p)	//输出链表
{
	while (p!=NULL)
	{
		printf("%c%c ",p->data[1],p->data[0]);
		p=p->next;
	}
	printf("\n");
}

void main()
{
	int n=10,r=10,d=2;
	int i,j,k;
	NodeType *p;
	char a[MAXE][MAXD];
	int b[]={75,23,98,44,57,12,29,64,38,82};
	for (i=0;i<n;i++)		//将b[i]转换成字符串
	{
		k=b[i];
		for (j=0;j<d;j++)	//例如b[0]=75,转换后a[0][0]='7',a[0][1]='5'
		{
			a[i][j]=k%10+'0';
			k=k/10;
		}
		a[i][j]='\0';
	}
	CreateLink(p,a,n);
	printf("\n");
	printf("  初始关键字\t");		//输出初始关键字序列
	DispLink(p);
	RadixSort(p,10,2);
	printf("  最终结果\t");			//输出最终结果
	DispLink(p);
	printf("\n");
}

自底向上的二路归并排序算法

#include <malloc.h>
#include "seqlist.cpp"

void Merge(RecType R[],int low,int mid,int high) 
{
	RecType *R1;
	int i=low,j=mid+1,k=0; //k是R1的下标,i、j分别为第1、2段的下标
	R1=(RecType *)malloc((high-low+1)*sizeof(RecType));  //动态分配空间
	while (i<=mid && j<=high)     	//在第1段和第2段均未扫描完时循环
		if (R[i].key<=R[j].key)    	//将第1段中的记录放入R1中
		{
			R1[k]=R[i];
			i++;k++; 
		}
		else                       		//将第2段中的记录放入R1中
		{
			R1[k]=R[j];
			j++;k++; 
		}
	while (i<=mid)          	       	//将第1段余下部分复制到R1
	{ 
		R1[k]=R[i];
		i++;k++; 
	}
    while (j<=high)                	//将第2段余下部分复制到R1
	{
		R1[k]=R[j];
		j++;k++;  
	}
    for (k=0,i=low;i<=high;k++,i++) //将R1复制回R中
	    R[i]=R1[k];
} 

void MergePass(RecType R[],int length,int n)	//对整个数序进行一趟归并
{
	int i;
	for (i=0;i+2*length-1<n;i=i+2*length) 	//归并length长的两相邻子表
		Merge(R,i,i+length-1,i+2*length-1);
	if (i+length-1<n-1)                		//余下两个子表,后者长度小于length
		Merge(R,i,i+length-1,n-1);  		//归并这两个子表
	printf("length=%d: ",length);
	DispList(R,n);
}

void MergeSort(RecType R[],int n)			//自底向上的二路归并算法
{
	int length;
	for (length=1;length<n;length=2*length)//进行log2n趟归并
		MergePass(R,length,n);
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList(R,a,n);
	printf("   排序前:"); DispList(R,n);
	MergeSort(R,n);
	printf("   排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}

自顶向下的二路归并排序算法

#include <malloc.h>
#include "seqlist.cpp"
void Merge(RecType R[],int low,int mid,int high) 
{
	RecType *R1;
	int i=low,j=mid+1,k=0; //k是R1的下标,i、j分别为第1、2段的下标
	R1=(RecType *)malloc((high-low+1)*sizeof(RecType));  //动态分配空间
	while (i<=mid && j<=high)     	//在第1段和第2段均未扫描完时循环
		if (R[i].key<=R[j].key)    	//将第1段中的记录放入R1中
		{
			R1[k]=R[i];
			i++;k++; 
		}
		else                       		//将第2段中的记录放入R1中
		{
			R1[k]=R[j];
			j++;k++; 
		}
	while (i<=mid)          	       	//将第1段余下部分复制到R1
	{ 
		R1[k]=R[i];
		i++;k++; 
	}
    while (j<=high)                	//将第2段余下部分复制到R1
	{
		R1[k]=R[j];
		j++;k++;  
	}
    for (k=0,i=low;i<=high;k++,i++) //将R1复制回R中
	    R[i]=R1[k];
} 

void MergeSortDC(RecType R[],int low,int high)
//对R[low..high]进行二路归并排序
{
	int mid;
	if (low<high)
	{	mid=(low+high)/2;
		MergeSortDC(R,low,mid);
		MergeSortDC(R,mid+1,high);
		Merge(R,low,mid,high);		
	}
}

void MergeSort1(RecType R[],int n)	//自顶向下的二路归并算法
{
	MergeSortDC(R,0,n-1);
}

int main()
{
	int n=10;
	RecType R[MAXL];
	KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};
	CreateList(R,a,n);
	printf("排序前:"); DispList(R,n);
	MergeSort1(R,n);
	printf("排序后:"); DispList(R,n);
	return 1;
}