张怡婷2009算法设计实验：两路合并排序与快速排序详解

《算法分析与设计A》实验指导书由张怡婷编著，适用于南京邮电大学计算机学院的学生，出版于2009年8月。本实验着重于培养学生的分治法理解和应用能力，特别是针对排序算法的实践操作。 实验的核心目标是让学生通过实现两路合并排序和快速排序来深入理解分治策略。分治法是一种重要的算法设计技巧，它将复杂问题分解为更小的子问题，分别解决后再合并结果。在这个实验中，学生需要掌握以下关键知识点： 1. **分治法**：这是一种解决问题的策略，通过将问题分解为规模较小的相同或相似的子问题，递归地解决子问题，然后将子问题的解合并，最终得到原问题的解。实验要求学生理解这一思想，并将其应用到排序算法中。 2. **两路合并排序**：这是分治策略的一个具体实例，通过将输入的无序序列分为两个子序列，对每个子序列进行排序后，再通过比较和合并操作创建一个有序序列。实验中需要实现这个过程，包括定义`SortableList`类，其包含输入（`Input`）和输出（`Output`）序列的方法，以及核心的合并操作。 3. **合并操作**：在两路合并排序中，涉及将两个子序列合并成一个有序序列的过程。这通常通过一个新的序列实现，通过比较两个子序列中的最小值，依次将较小的元素添加到新序列中，直到其中一个子序列为空，然后继续处理另一个。 4. **快速排序**：虽然实验主要关注两路合并排序，但快速排序也是分治法的一种，是另一种高效的排序算法。虽然实验未明确要求实现快速排序，但它可能会被用来作为教学辅助，帮助学生对比不同排序算法的性能和实现细节。 5. **算法设计与实现**：学生需要通过编写代码来完成排序任务，这涉及到数据结构的使用，如`SortableList`类的设计，以及对算法逻辑的编码，如递归调用和合并函数的实现。 通过这个实验，学生不仅能提升编程技能，还能加深对分治法、数据结构以及排序算法（如合并排序和快速排序）的理解，这对他们的理论学习和实际问题解决能力具有重要意义。