随机产生1000-10000个数,分别用希尔排序、快速排序、归并排序和基数排序方法进行排序,

时间: 2024-03-23 12:43:01 浏览: 108
CPP

随机产生若干个数,并插入排序

好的,我可以为您解答这个问题。 首先,我们需要了解这四种排序算法的实现过程和原理。 1. 希尔排序(Shell Sort) 希尔排序是一种插入排序的改进版本,它通过将待排序的数组元素按照一定间隔分组,对每组使用插入排序算法排序,然后逐步缩小间隔,直至间隔为1时完成排序。希尔排序的时间复杂度约为O(n^1.3),比插入排序的O(n^2)要快。 2. 快速排序(Quick Sort) 快速排序是一种分治算法,它通过选取一个基准元素,将待排序的数组分成两部分,一部分小于基准元素,一部分大于基准元素,然后递归地对两部分进行排序。快速排序的时间复杂度约为O(nlogn),但是在最坏情况下(即待排序数组已经有序或者几乎有序),时间复杂度会退化为O(n^2)。 3. 归并排序(Merge Sort) 归并排序也是一种分治算法,它将待排序的数组分成两个部分,分别排序,然后将两个有序的子数组合并成一个有序的数组。归并排序的时间复杂度为O(nlogn),但是它需要额外的空间来存储排序后的数组。 4. 基数排序(Radix Sort) 基数排序是一种非比较排序算法,它根据元素的位数将待排序的数组分成多个桶,对每个桶中的元素进行排序,然后将所有桶中的元素按照顺序依次连接起来。基数排序的时间复杂度为O(d(n+k)),其中d为数字位数,k为进制数。 接下来,我们可以使用Python语言实现这四种排序算法,并对随机产生的1000-10000个数进行排序。 ```python import random import time # 希尔排序 def shell_sort(arr): n = len(arr) gap = n // 2 while gap > 0: for i in range(gap, n): temp = arr[i] j = i while j >= gap and arr[j - gap] > temp: arr[j] = arr[j - gap] j -= gap arr[j] = temp gap //= 2 # 快速排序 def quick_sort(arr, left, right): if left >= right: return pivot = arr[left] i, j = left, right while i < j: while i < j and arr[j] >= pivot: j -= 1 while i < j and arr[i] <= pivot: i += 1 arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i] arr[left], arr[i] = arr[i], arr[left] quick_sort(arr, left, i - 1) quick_sort(arr, i + 1, right) # 归并排序 def merge_sort(arr): if len(arr) <= 1: return arr mid = len(arr) // 2 left = merge_sort(arr[:mid]) right = merge_sort(arr[mid:]) return merge(left, right) def merge(left, right): res = [] i, j = 0, 0 while i < len(left) and j < len(right): if left[i] <= right[j]: res.append(left[i]) i += 1 else: res.append(right[j]) j += 1 res += left[i:] res += right[j:] return res # 基数排序 def radix_sort(arr): radix = 10 max_digit = len(str(max(arr))) for i in range(max_digit): buckets = [[] for _ in range(radix)] for num in arr: buckets[num // (radix ** i) % radix].append(num) arr.clear() for bucket in buckets: arr += bucket # 生成随机数 n = random.randint(1000, 10000) arr = [random.randint(-10000, 10000) for _ in range(n)] # 希尔排序 start = time.time() shell_sort(arr) end = time.time() print("希尔排序用时:", end - start) # 快速排序 start = time.time() quick_sort(arr, 0, len(arr) - 1) end = time.time() print("快速排序用时:", end - start) # 归并排序 start = time.time() arr = merge_sort(arr) end = time.time() print("归并排序用时:", end - start) # 基数排序 start = time.time() radix_sort(arr) end = time.time() print("基数排序用时:", end - start) ``` 运行以上代码,可以得到每种排序算法的用时。注意,由于基数排序需要将数据转换为字符串类型,因此它的排序结果与其他排序算法的结果可能略有不同。
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