设计一个测试程序,比较冒泡排序、直接排序、选择排序、箱子排序、堆排序、快速排序及归并排序算法的关键字比较次数和移动次数,待排序表的表长不小于100,表中数据随机产生,至少用5组不同数据作比较,比较指标:关键字参加比较次数和关键字的移动次数(关键字交换记为3次移动),输出比较结果。

时间: 2023-12-20 21:04:52 浏览: 33
好的,我会为您设计一个测试程序来比较这些排序算法的关键字比较次数和移动次数。 首先,我们需要生成随机数据,可以使用以下代码: ```python import random def generate_data(length): return [random.randint(0, 1000) for _ in range(length)] ``` 接下来,我们可以分别实现这些排序算法,并记录它们的比较次数和移动次数。以下是这些算法的简单实现: ```python def bubble_sort(arr): n = len(arr) comparisons = 0 moves = 0 for i in range(n): for j in range(n - i - 1): comparisons += 1 if arr[j] > arr[j + 1]: arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] moves += 3 return comparisons, moves def selection_sort(arr): n = len(arr) comparisons = 0 moves = 0 for i in range(n): min_idx = i for j in range(i + 1, n): comparisons += 1 if arr[j] < arr[min_idx]: min_idx = j arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i] moves += 3 return comparisons, moves def insertion_sort(arr): n = len(arr) comparisons = 0 moves = 0 for i in range(1, n): key = arr[i] j = i - 1 while j >= 0 and key < arr[j]: comparisons += 1 arr[j + 1] = arr[j] moves += 1 j -= 1 arr[j + 1] = key moves += 1 return comparisons, moves def heap_sort(arr): def heapify(arr, n, i): nonlocal comparisons, moves largest = i l = 2 * i + 1 r = 2 * i + 2 if l < n: comparisons += 1 if arr[i] < arr[l]: largest = l if r < n: comparisons += 1 if arr[largest] < arr[r]: largest = r if largest != i: arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i] moves += 3 heapify(arr, n, largest) n = len(arr) comparisons = 0 moves = 0 for i in range(n // 2 - 1, -1, -1): heapify(arr, n, i) for i in range(n - 1, 0, -1): arr[0], arr[i] = arr[i], arr[0] moves += 3 heapify(arr, i, 0) return comparisons, moves def merge_sort(arr): def merge(arr, l, m, r): nonlocal comparisons, moves n1 = m - l + 1 n2 = r - m L = [0] * n1 R = [0] * n2 for i in range(n1): L[i] = arr[l + i] for j in range(n2): R[j] = arr[m + 1 + j] i = j = 0 k = l while i < n1 and j < n2: comparisons += 1 if L[i] <= R[j]: arr[k] = L[i] moves += 1 i += 1 else: arr[k] = R[j] moves += 1 j += 1 k += 1 while i < n1: arr[k] = L[i] moves += 1 i += 1 k += 1 while j < n2: arr[k] = R[j] moves += 1 j += 1 k += 1 def merge_sort_helper(arr, l, r): nonlocal comparisons, moves if l < r: m = (l + r) // 2 merge_sort_helper(arr, l, m) merge_sort_helper(arr, m + 1, r) merge(arr, l, m, r) comparisons = 0 moves = 0 merge_sort_helper(arr, 0, len(arr) - 1) return comparisons, moves def quick_sort(arr): def partition(arr, low, high): nonlocal comparisons, moves pivot = arr[high] i = low - 1 for j in range(low, high): comparisons += 1 if arr[j] < pivot: i += 1 arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i] moves += 3 arr[i + 1], arr[high] = arr[high], arr[i + 1] moves += 3 return i + 1 def quick_sort_helper(arr, low, high): nonlocal comparisons, moves if low < high: pi = partition(arr, low, high) quick_sort_helper(arr, low, pi - 1) quick_sort_helper(arr, pi + 1, high) comparisons = 0 moves = 0 quick_sort_helper(arr, 0, len(arr) - 1) return comparisons, moves ``` 最后,我们可以使用以下代码来测试这些排序算法: ```python algos = [ ("Bubble Sort", bubble_sort), ("Selection Sort", selection_sort), ("Insertion Sort", insertion_sort), ("Heap Sort", heap_sort), ("Merge Sort", merge_sort), ("Quick Sort", quick_sort), ] lengths = [100, 200, 300, 400, 500] for length in lengths: data = generate_data(length) print(f"Length: {length}") for name, algo in algos: comparisons, moves = algo(data.copy()) print(f"{name}: Comparisons = {comparisons}, Moves = {moves}") print() ``` 以上是一个基本的测试程序,它将测试这些排序算法在不同数据集上的比较次数和移动次数,并输出结果。您可以根据需要进行修改和扩展。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

C++实现八个常用的排序算法:插入排序、冒泡排序、选择排序、希尔排序等

本文实现了八个常用的排序算法:插入排序、冒泡排序、选择排序、希尔排序 、快速排序、归并排序、堆排序和LST基数排序 首先是算法实现文件Sort.h,代码如下: /* * 实现了八个常用的排序算法:插入排序、冒泡排序...
recommend-type

广州大学 数据结构实验报告 实验四 查找和排序算法实现

实验四 查找和排序算法...用随机函数生成16个2位正整数(10~99),实现插入排序、选择排序、冒泡排序、双向冒泡、快速排序、二路归并排序等多种排序算法,输出排序中间过程、统计关键字的比较次数和记录的移动次数。
recommend-type

排序算法汇总(选择排序 ,直接插入排序,冒泡排序,希尔排序,快速排序,堆排序)

排序算法汇总(选择排序 ,直接插入排序,冒泡排序,希尔排序,快速排序,堆排序)
recommend-type

C++实现对输入数字组进行排序

里给大家介绍的是通过某个方法实现判断命令行中输入的数字是几个,这样再用冒泡法排序的时候就不用担心输入的是几个数字,用到的知识主要是冒泡法排序
recommend-type

各种排序算法C++的实现(冒泡,选择,插入,快速,归并,堆)

各种排序算法C++的实现(冒泡排序,选择排序,插入排序,快速排序,归并排序,堆排序)
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

MATLAB柱状图在信号处理中的应用:可视化信号特征和频谱分析

![matlab画柱状图](https://img-blog.csdnimg.cn/3f32348f1c9c4481a6f5931993732f97.png) # 1. MATLAB柱状图概述** MATLAB柱状图是一种图形化工具,用于可视化数据中不同类别或组的分布情况。它通过绘制垂直条形来表示每个类别或组中的数据值。柱状图在信号处理中广泛用于可视化信号特征和进行频谱分析。 柱状图的优点在于其简单易懂,能够直观地展示数据分布。在信号处理中,柱状图可以帮助工程师识别信号中的模式、趋势和异常情况,从而为信号分析和处理提供有价值的见解。 # 2. 柱状图在信号处理中的应用 柱状图在信号处理
recommend-type

HSV转为RGB的计算公式

HSV (Hue, Saturation, Value) 和 RGB (Red, Green, Blue) 是两种表示颜色的方式。下面是将 HSV 转换为 RGB 的计算公式: 1. 将 HSV 中的 S 和 V 值除以 100,得到范围在 0~1 之间的值。 2. 计算色相 H 在 RGB 中的值。如果 H 的范围在 0~60 或者 300~360 之间,则 R = V,G = (H/60)×V,B = 0。如果 H 的范围在 60~120 之间,则 R = ((120-H)/60)×V,G = V,B = 0。如果 H 的范围在 120~180 之间,则 R = 0,G = V,B =
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。