"八种排序算法的比较与分析:时间复杂度、稳定性和空间复杂度评估"

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根据给定的实验内容,本次数据结构实验涉及了八种排序算法的比较、复杂度分析和C语言程序编程实现。实验的第一部分要求编写直接插入排序、希尔排序、简单选择排序、堆排序、冒泡排序、快速排序、归并排序和基数排序的C语言程序。第二部分则要求对这八种排序算法进行比较,包括比较次数和移动次数的统计,并进行时间与空间复杂度的分析。最后,实验报告还要求对排序算法的稳定性、时间复杂度和空间复杂度进行分析比较。 如实验报告所述,时间复杂度函数是评判排序算法优劣的一个关键因素。通常情况下,当排序记录数量较大时,选择时间复杂度为O(nlogn)的排序算法。具体地,当原表有序或基本有序时,直接插入排序和冒泡排序的比较次数和移动次数会大大减少,时间复杂度可降至O(n);而快速排序相反,当原表基本有序时,其性能将严重下降。因此,实验报告对八种排序算法的性能进行了比较,并对各个算法的适用场景进行了说明。 值得注意的是,除了时间复杂度之外,空间复杂度也是排序算法优劣的重要指标。实验报告中指出,基数排序、桶排序和箱排序的时间复杂度都为O(n),是性能较为优越的排序算法。然而,在实际应用中,需要根据具体问题的特点和数据规模来选择合适的排序算法,不能一概而论。 总的来说,本次实验通过对八种排序算法的比较与分析,为同学们提供了一个深入了解排序算法性能的机会,也为日后的算法选取提供了一定的参考依据。通过实验,同学们可以更好地理解排序算法的内在原理与性能表现,为他们的编程学习与实践提供了有益的经验。同时,在实验报告的撰写过程中,同学们也有机会提高了实验报告撰写和学术表达能力。通过这样的实践活动,同学们不仅能够深化对数据结构与算法知识的理解,也能够提高他们的动手能力和解决实际问题的能力。 在今后的学习和工作中,同学们可以借鉴实验报告中的分析方法,对其他算法进行性能评估,并选择适合的算法来解决实际问题。同时也可以在实践中不断总结经验,提高自己的编程和算法设计水平,为今后的学术研究和工程实践打下坚实的基础。通过这样有益的实践活动,同学们将能够更好地应对未来的挑战,并在日后的求职和发展中取得更加优异的成绩。
2023-03-11 上传
《编程实训》 实验报告书 专 业:计算机科学与技术 班 级:151班 学 号: 姓 名: 指导教师: 日 期:2016年6月30日 目录 一、需求分析…………………………………………………………………………………3 1.任务要求……………………………………………………………………………………3 2.软件功能分析………………………………………………………………………………3 3.数据准备……………………………………………………………………………………3 二、概要设计…………………………………………………………………………………3 1.功能模块图………………………………………………………………………………4 2.模块间调用关系…………………………………………………………………………4 3.主程序模块………………………………………………………………………………5 4.抽象数据类型描述…………………………………………………………………………5 三、详细设计…………………………………………………………………………………6 1.存储结构定义………………………………………………………………………………6 2.各功能模块的详细设计……………………………………………………………………7 四、实现和调试………………………………………………………………………………7 1.主要的算法………………………………………………………………………………7 2.主要问题及解决…………………………………………………………………………8 3.测试执行及结果……………………………………………………………………………8 五、改进………………………………………………………………………………………9 六、附录……………………………………………………………………………………9 1.查找源程序………………………………………………………………………………9 2.排序源程序………………………………………………………………………………9 目录 1 需求分析 1.1 任务要求 对于从键盘随机输入的一个序列的数据,存入计算机内,给出各种查找算法的实 现;以及各种排序算法的实现。 1.2 软件功能分析 任意输入n个正整数,该程序可以实现各类查找及排序的功能并将结果输出。 1.3 数据准备 任意输入了5个正整数如下: 12 23 45 56 78 2 概要设计(如果2,3合并可以省略2.4) 2.1 功能模块图(注:含功能说明) 2.2 模块间调用关系 2.3 主程序模块 2.4 抽象数据类型描述 存储结构:数据结构在计算机中的表示(也称映像)叫做物理结构。又称为存储结构。 数据类型(data type)是一个"值"的集合和定义在此集合上的一组操作的总称。 3 详细设计 3.1 存储结构定义 查找: typedef int ElemType ; //顺序存储结构 typedef struct { ElemType *elem; //数据元素存储空间基址,建表时按实际长度分配,号单元留空 int length; //表的长度 }SSTable; 排序: typedef struct { //定义记录类型 int key; //关键字项 }RecType; typedef RecType SeqList[Max+1]; //SeqList为顺序表,表中第0个元素作为哨兵 3.2 各功能模块的详细设计 查找: void Create(SSTable *table, int length); // 构建顺序表 void FillTable(SSTable *table) // 无序表的输入 int Search_Seq(SSTable *table, ElemType key); //哨兵查找算法 void Sort(SSTable *table ) // 排序算法 int Search_Bin(SSTable *table, ElemType key) // 二分法查找(非递归) 排序: void InsertSort(SeqList R) //对顺序表R中的记录R[1 n]按递增序进行插入排序 void BubbleSort(SeqList R) //自下向上扫描对R做冒泡排序 int Partition(SeqList R,int i,int j)//对R[i j]做一次划分,并返回基准记录的位置 void QuickSort(SeqList R,int low,int high) //R[low..high]快速排序 void SelectSort(SeqList R) //直接选择排序 void Heapify(SeqList R,int low,int high) //大根堆调整函数 v
2023-03-30 上传