测算排序算法的比较次数和移动次数。在排序算法中的适当位置插入计数器,可以统计在算法执行过程中记录的比较次数和移动次数,请测算简单插入排序、冒泡排序和堆排序在相同数据状态下的比较次数和移动次数,并分析实验数据
时间: 2024-04-09 10:29:17 浏览: 114
好的,我会帮你测算简单插入排序、冒泡排序和堆排序的比较次数和移动次数,并分析实验数据。
首先,让我们来测算简单插入排序的比较次数和移动次数。简单插入排序的思想是将待排序的元素逐个插入已排序序列的合适位置。在每次插入过程中,我们可以记录比较次数和移动次数。
下面是一个简单插入排序的示例代码:
```python
def insertion_sort(arr):
comparisons = 0
movements = 0
for i in range(1, len(arr)):
key = arr[i]
j = i - 1
comparisons += 1
while j >= 0 and arr[j] > key:
arr[j + 1] = arr[j]
movements += 1
j -= 1
arr[j + 1] = key
movements += 1
return comparisons, movements
```
接下来,我们来测算冒泡排序的比较次数和移动次数。冒泡排序的思想是通过相邻元素的比较和交换来实现排序。在每次比较和交换过程中,我们可以记录比较次数和移动次数。
下面是一个冒泡排序的示例代码:
```python
def bubble_sort(arr):
comparisons = 0
movements = 0
n = len(arr)
for i in range(n - 1):
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]
movements += 1
return comparisons, movements
```
最后,我们来测算堆排序的比较次数和移动次数。堆排序的思想是利用堆这种数据结构进行排序。在每次调整堆的过程中,我们可以记录比较次数和移动次数。
下面是一个堆排序的示例代码:
```python
def heapify(arr, n, i):
comparisons = 0
movements = 0
largest = i
left = 2 * i + 1
right = 2 * i + 2
comparisons += 1
if left < n and arr[i] < arr[left]:
largest = left
comparisons += 1
if right < n and arr[largest] < arr[right]:
largest = right
if largest != i:
arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
movements += 1
comparisons += heapify(arr, n, largest)[0]
movements += heapify(arr, n, largest)[1]
return comparisons, movements
def heap_sort(arr):
comparisons = 0
movements = 0
n = len(arr)
for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
comparisons += heapify(arr, n, i)[0]
movements += heapify(arr, n, i)[1]
for i in range(n - 1, 0, -1):
arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
movements += 1
comparisons += heapify(arr, i, 0)[0]
movements += heapify(arr, i, 0)[1]
return comparisons, movements
```
现在,你可以提供一组相同的数据状态,我将帮你进行实验并分析数据。
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