如何利用顺序表数据结构实现折半插入排序算法?并提供一个示例,在主函数中动态输入一组元素,然后展示排序后的结果步骤和代码实现细节,c语言
时间: 2024-11-30 15:21:31 浏览: 0
数据结构实验报告(包括线性表、栈和队列、串、二叉树、图、查找与排序算法的设计与实现)
顺序表(Array List)可以用于实现折半插入排序(Half-Insertion Sort),这是一种改进版的插入排序,对于部分有序的数据效率较高。其基本思路是将数组分为两半,对每一半分别进行插入排序,然后再将两个已排序的部分合并。
以下是使用C语言实现折半插入排序算法的具体步骤和代码:
1. 首先,创建一个顺序表结构体,包含元素值和指向下一个元素的指针。
```c
typedef struct {
int value;
struct Node* next;
} Node;
```
2. 创建顺序表头节点,并初始化空列表。
```c
Node* list = (Node*)malloc(sizeof(Node));
list->value = 0;
list->next = NULL;
```
3. 缩小搜索范围函数,用于找到正确的位置插入新元素。这个过程类似于二分查找,但因为是插入而非查找,需要向前移动直到找到合适位置。
```c
int binary_search(Node** start, int target) {
Node* mid = start;
while (*mid != NULL && *mid->value < target) {
mid = &(*mid)->next;
}
return *mid ? (*mid - start) : (*start - start); // 返回目标插入位置索引
}
```
4. 折半插入排序函数,将数组分成两半并递归处理。
```c
void half_insertion_sort(Node** head, int length) {
if (length <= 1) return;
int middle = length / 2;
Node* left = head;
Node* right = head + middle;
half_insertion_sort(head, middle);
half_insertion_sort(right, length - middle);
for (int i = middle; i < length; i++) {
int pos = binary_search(left, right[i].value);
Node* temp = right[i];
right[i] = right[i + 1]; // 移动右边部分
// 将temp插入到left部分的适当位置
while (pos > 0 && temp->value < left[pos - 1].value) {
left[pos] = left[pos - 1];
pos--;
}
left[pos] = temp;
}
}
```
5. 主函数中动态输入一组元素并排序:
```c
int main() {
int n;
printf("Enter the number of elements: ");
scanf("%d", &n);
Node** arr = (Node**)malloc(n * sizeof(Node*));
for (int i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d", &arr[i]->value);
arr[i]->next = NULL;
if (i == 0) {
list = arr[i];
} else {
arr[i - 1]->next = arr[i];
}
}
half_insertion_sort(arr, n);
printf("Sorted array:\n");
Node* current = list;
while (current != NULL) {
printf("%d ", current->value);
current = current->next;
}
printf("\n");
free(arr);
return 0;
}
```
运行程序后,用户会输入一系列数字,程序会对其进行折半插入排序并输出排序后的结果。注意,这是一个简化的版本,未包括错误处理和边界情况检查。实际应用中可能需要添加更多的条件和验证。
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