(1)编写各种排序算法对测试数据进行排序。基本排序算法共七种:直接插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、简单选择排序、堆排序和归并排序。要求至少实现4种排序算法。 (2)在测试数据不少于10000个的情况下比较不同排序算法的时间性能(实际运行时间)。c语言

时间: 2023-08-13 08:03:04 浏览: 82
以下是基本排序算法的C语言实现,包括直接插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、简单选择排序、堆排序和归并排序: 1. 直接插入排序 ```c void InsertSort(int arr[], int n) { int i, j, temp; for (i = 1; i < n; i++) { temp = arr[i]; for (j = i; j > 0 && arr[j - 1] > temp; j--) arr[j] = arr[j - 1]; arr[j] = temp; } } ``` 2. 希尔排序 ```c void ShellSort(int arr[], int n) { int i, j, gap, temp; for (gap = n / 2; gap > 0; gap /= 2) { for (i = gap; i < n; i++) { temp = arr[i]; for (j = i; j >= gap && arr[j - gap] > temp; j -= gap) arr[j] = arr[j - gap]; arr[j] = temp; } } } ``` 3. 冒泡排序 ```c void BubbleSort(int arr[], int n) { int i, j, temp; for (i = n - 1; i > 0; i--) { for (j = 0; j < i; j++) { if (arr[j] > arr[j + 1]) { temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } } } ``` 4. 快速排序 ```c void QuickSort(int arr[], int left, int right) { int i, j, pivot, temp; if (left < right) { i = left; j = right; pivot = arr[left]; while (i < j) { while (i < j && arr[j] >= pivot) j--; if (i < j) { temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } while (i < j && arr[i] <= pivot) i++; if (i < j) { temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } arr[i] = pivot; QuickSort(arr, left, i - 1); QuickSort(arr, i + 1, right); } } ``` 5. 简单选择排序 ```c void SelectSort(int arr[], int n) { int i, j, min, temp; for (i = 0; i < n - 1; i++) { min = i; for (j = i + 1; j < n; j++) if (arr[j] < arr[min]) min = j; if (min != i) { temp = arr[i]; arr[i] = arr[min]; arr[min] = temp; } } } ``` 6. 堆排序 ```c void HeapAdjust(int arr[], int i, int n) { int child, temp; for (temp = arr[i]; 2 * i + 1 < n; i = child) { child = 2 * i + 1; if (child != n - 1 && arr[child] < arr[child + 1]) child++; if (temp < arr[child]) arr[i] = arr[child]; else break; } arr[i] = temp; } void HeapSort(int arr[], int n) { int i, temp; for (i = n / 2 - 1; i >= 0; i--) HeapAdjust(arr, i, n); for (i = n - 1; i > 0; i--) { temp = arr[0]; arr[0] = arr[i]; arr[i] = temp; HeapAdjust(arr, 0, i); } } ``` 7. 归并排序 ```c void Merge(int arr[], int left, int mid, int right, int* temp) { int i = left, j = mid + 1, k = 0; while (i <= mid && j <= right) { if (arr[i] < arr[j]) temp[k++] = arr[i++]; else temp[k++] = arr[j++]; } while (i <= mid) temp[k++] = arr[i++]; while (j <= right) temp[k++] = arr[j++]; k--; while (k >= 0) arr[left + k] = temp[k--]; } void MergeSort(int arr[], int left, int right, int* temp) { if (left < right) { int mid = (left + right) / 2; MergeSort(arr, left, mid, temp); MergeSort(arr, mid + 1, right, temp); Merge(arr, left, mid, right, temp); } } void MergeSortWrapper(int arr[], int n) { int* temp = (int*)malloc(sizeof(int) * n); MergeSort(arr, 0, n - 1, temp); free(temp); } ``` 对于测试数据不少于10000个的情况下,我们可以使用clock()函数计算排序算法的实际运行时间。完整的测试代码如下: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> void InsertSort(int arr[], int n); void ShellSort(int arr[], int n); void BubbleSort(int arr[], int n); void QuickSort(int arr[], int left, int right); void SelectSort(int arr[], int n); void HeapSort(int arr[], int n); void MergeSortWrapper(int arr[], int n); int main() { int n = 10000; int i, j, *arr = (int*)malloc(sizeof(int) * n); clock_t start, end; for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = rand(); start = clock(); InsertSort(arr, n); end = clock(); printf("InsertSort: %lf seconds\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = rand(); start = clock(); ShellSort(arr, n); end = clock(); printf("ShellSort: %lf seconds\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = rand(); start = clock(); BubbleSort(arr, n); end = clock(); printf("BubbleSort: %lf seconds\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = rand(); start = clock(); QuickSort(arr, 0, n - 1); end = clock(); printf("QuickSort: %lf seconds\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = rand(); start = clock(); SelectSort(arr, n); end = clock(); printf("SelectSort: %lf seconds\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = rand(); start = clock(); HeapSort(arr, n); end = clock(); printf("HeapSort: %lf seconds\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); for (i = 0; i < n; i++) arr[i] = rand(); start = clock(); MergeSortWrapper(arr, n); end = clock(); printf("MergeSort: %lf seconds\n", (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC); free(arr); return 0; } ``` 运行结果可能会因为不同的数据集而有所不同,但是大致可以看出各种排序算法的相对性能。
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