数据结构算法设计C++实现

Question

如题所述

Answer 1

所谓排序，就是要整理文件中的记录，使之按关键字递增(或递减)次序排列起来。其确切定义如下：
输入：n个记录R1，R2，…，Rn，其相应的关键字分别为K1，K2，…，Kn。
输出：Ril，Ri2，…，Rin，使得Ki1≤Ki2≤…≤Kin。(或Ki1≥Ki2≥…≥Kin)。 这里，我们简单介绍几种排序方法，直接插入排序、希儿排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序，文中所提及的代码在IE6下测试通过。 直接插入排序基本思想
假设待排序的记录存放在数组R[1..n]中。初始时，R[1]自成1个有序区，无序区为R[2..n]。从i=2起直至i=n为止，依次将R[i]插入当前的有序区R[1..i-1]中，生成含n个记录的有序区。 算法描述
function InsertSort(arr) { //插入排序->直接插入法排序
var st = new Date();
var temp, j;
for(var i=1; i<arr.length; i++) {
if((arr[i]) < (arr[i-1])) {
temp = arr[i];
j = i-1;
do {
arr[j+1] = arr[j];
j--;
}
while (j>-1 && (temp) < (arr[j]));
arr[j+1] = temp;
}//endif
}
status = (new Date() - st) + ' ms';
return arr;
} 希尔排序基本思想
先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把文件的全部记录分成d1个组。所有距离为dl的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插人排序；然后，取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序，直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1)，即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。
该方法实质上是一种分组插入方法。 算法描述
function ShellSort(arr) { //插入排序->希儿排序
var st = new Date();
var increment = arr.length;
do {
increment = (increment/3|0) + 1;
arr = ShellPass(arr, increment);
}
while (increment > 1) status = (new Date() - st) + ' ms';
return arr;
}
function ShellPass(arr, d) { //希儿排序分段执行函数
var temp, j;
for(var i=d; i<arr.length; i++) {
if((arr[i]) < (arr[i-d])) {
temp = arr[i]; j = i-d;
do {
arr[j+d] = arr[j];
j = j-d;
}
while (j>-1 && (temp) < (arr[j]));
arr[j+d] = temp;
}//endif
}
return arr;
} 再举个例子:#include "iostream.h"
void shellSort(int *arr, int len, int *p, int len1);
int main()
{
int num[15]={100,12,20,31,1,5,44,66,61,200,30,80,150,4,8};
int i;
cout<<"待排数据d=(5,3,1): ";
for(i=0;i<15;i++)
{
cout<<num[i]<<" ";
}
int s[3]={5,3,1};
shellSort(num,15, s,3);
cout<<"\n";
return 0;
} void shellSort(int *arr, int len, int *p, int len1)
{
for (int i = 0; i < len1; i++)
{
int d = p[i];
for (int n = 0; n < d; n ++)
{
for (int j = n + d; j < len; j = j + d)
{
if (arr[j] < arr[j - d])
{
int tmp = arr[j];
for (int k = j - d; k >= 0 && arr[k] > tmp; k = k - d)
{
arr[k + d] = arr[k];
}
arr[k + d] = tmp;
}
}
}
cout<<"第"<<i+1<<"趟排序结果：";
for(int m=0;m<15;m++)
cout<<arr[m]<<" ";
cout<<"\n";
}
}
冒泡排序基本思想
将被排序的记录数组R[1..n]垂直排列，每个记录R[i]看作是重量为R[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则，从下往上扫描数组R：凡扫描到违反本原则的轻气泡，就使其向上"飘浮"。如此反复进行，直到最后任何两个气泡都是轻者在上，重者在下为止。
算法描述
function BubbleSort(arr) { //交换排序->冒泡排序
var st = new Date();
var temp;
var exchange;
for(var i=0; i<arr.length; i++) {
exchange = false;
for(var j=arr.length-2; j>=i; j--) {
if((arr[j+1]) < (arr[j])) {
temp = arr[j+1];
arr[j+1] = arr[j];
arr[j] = temp;
exchange = true;
}
}
if(!exchange) break;
}
status = (new Date() - st) + ' ms';
return arr;
} 快速排序基本思想
将原问题分解为若干个规模更小但结构与原问题相似的子问题。递归地解这些子问题，然后将这些子问题的解组合为原问题的解。
在R[low..high]中任选一个记录作为基准(Pivot)，以此基准将当前无序区划分为左、右两个较小的子区间R[low..pivotpos-1)和R[pivotpos+1..high]，并使左边子区间中所有记录的关键字均小于等于基准记录(不妨记为pivot)的关键字pivot.key，右边的子区间中所有记录的关键字均大于等于pivot.key，而基准记录pivot则位于正确的位置(pivotpos)上，它无须参加后续的排序。 算法描述
function QuickSort(arr) { //交换排序->快速排序
if (arguments.length>1) {
var low = arguments[1];
var high = arguments[2];
} else {
var low = 0;
var high = arr.length-1;
}
if(low < high){
// function Partition
var i = low;
var j = high;
var pivot = arr[i];
while(i<j) {
while(i<j && arr[j]>=pivot)
j--;
if(i<j)
arr[i++] = arr[j];
while(i<j && arr[i]<=pivot)
i++;
if(i<j)
arr[j--] = arr[i];
}//endwhile
arr[i] = pivot;
// end function
var pivotpos = i; //Partition(arr，low，high);
QuickSort(arr, low, pivotpos-1);
QuickSort(arr, pivotpos+1, high);
} else
return;
return arr;
} 直接选择排序基本思想
n个记录的文件的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果：
①初始状态：无序区为R[1..n]，有序区为空。
②第1趟排序
在无序区R[1..n]中选出关键字最小的记录R[k]，将它与无序区的第1个记录R[1]交换，使R[1..1]和R[2..n]分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区。
……
③第i趟排序
第i趟排序开始时，当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R[i..n](1≤i≤n-1)。该趟排序从当前无序区中选出关键字最小的记录R[k]，将它与无序区的第1个记录R[i]交换，使R[1..i]和R[i+1..n]分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区。
这样，n个记录的文件的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。 算法描述
function SelectSort(arr) { //选择排序->直接选择排序
var st = new Date();
var temp;
for(var i=0; i<arr.length; i++) {
var k = i;
for(var j=i+1; j<arr.length; j++) {
if((arr[j]) < (arr[k]))
k = j;
}
if (k != i){
temp = arr[i];
arr[i] = arr[k];
arr[k] = temp;
}
}
status = (new Date() - st) + ' ms';
return arr;
}
从运行速度上来看，快速排序是最快的。 另外把二分查找算法也放这里算了:template<class Type> int BinarySearch(Type a[],const Type& x,int n) { int left=0; int right=n-1; while(left<=right){ int middle=(left+right)/2; if (x==a[middle]) return middle; if (x>a[middle]) left=middle+1; else right=middle-1; } return -1; }

Answer 2

直接插入排序template<class T,class E>
void DataSortList<T,E>::InsertSort(int left,int right)
{
//把从第二个开始到最后一个元素
//插入到前面排好的序列中去
for(int i=left+1;i<=right;i++)
{
//i是要插入的元素,放入temp中
Element<T,E> temp=Vector[i];
//待插入序列的最后一个元素
int j=i-1;
//寻找插入的位置
while(temp<Vector[j] && j>=left)
{
//后移
Vector[j+1]=Vector[j];
j--;
};
//插入的过程
Vector[j+1]=temp;
};
};
////////////////////////////////InsertSort()函数结束 --------------------------------------------------------------------------------------------------冒泡排序template<class T,class E>
void DataSortList<T,E>::BubbleSort()
{
for(int i=1;i<=currentSize-1;i++) //一共n-1趟排序
for(int j=currentSize-1;j>=i;j--) //每趟从最后一个向前排到i
if(Vector[j]<Vector[j-1]) //如果是逆序
Swap(Vector[j],Vector[j-1]);
}; Bubble()公有函数结束 -------------------------------------------------------------------------------------希尔排序 template<class T,class E>
void DataSortList<T,E>::ShellSort(int left,int right)
{
//初始的间隔大小
int gap=right-left+1;
//临时元素变量
Element<T,E> temp;
int i,j;
//把gap从最大到1的情况全部一遍
do
{
gap=int(gap/3)+1;
//以gap为间隙,对子序列进行直接插入排序
for(i=left+gap;i<=right;i++)
{
j=i-gap;
temp=Vector[i];
while(temp<Vector[j] && j>=left)
{
Vector[j+gap]=Vector[j];
j=j-gap;
};
Vector[j+gap]=temp;
};
}
while(gap>1);
};
////////////////////////////////ShellShell()函数结束 --------------------------------------------------------------------------------------快速排序 void QuickSort(int *pData, int left, int right){　int i, j;　int middle, iTemp;　i = left;　j = right;　middle = pData[(left + right) / 2]; //求中间值　do　{　　while ((pData[i] < middle) && (i < right)) //从左扫描大于中值的数　　　i++;　　while ((pData[j] > middle) && (j > left)) //从右扫描小于中值的数　　　j--;　　if (i <= j) //找到了一对值　　{　　　//交换　　　iTemp = pData[i];　　　pData[i] = pData[j];　　　pData[j] = iTemp;　　　i++;　　　j--;　　}　} while (i <= j) ; //如果两边扫描的下标交错，就停止（完成一次）　//当左边部分有值(left<j)，递归左半边　if(left<j)　　QuickSort (pData,left,j);　　//当右边部分有值(right>i)，递归右半边　if(right>i)　　QuickSort (pData,i,right);} ----------------------------------------------------------------------------------- 选择排序 void selectionSort(Type* arr,long len){ long i=0,j=0;/*iterator value*/ long maxPos; assertF(arr!=NULL,"In InsertSort sort,arr is NULL\n"); for(i=len-1;i>=1;i--) { maxPos=i; for(j=0;j<i;j++) if(arr[maxPos]<arr[j])maxPos=j; if(maxPos!=i)swapArrData(arr,maxPos,i); }}