数据结构实训五——排序算法应用

1. 实验目的：
   （1）熟练掌握常用的内排序方法并加以比较。
2. 实验内容：
   利用随机函数产生N个随机整数（20000以上），对这些数进行多种方法进行排序。要求：
   （1）至少采用三种方法实现上述问题求解（提示，可采用的方法有希尔排序、起泡排序、快速排序、选择排序、堆排序）。并把排序后的结果保存在不同的文件中。
   （2）统计每一种排序方法的性能（以上机运行程序所花费的时间为准进行对比），找出其中两种较快的方法。
   3.实验代码：

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=20000+100;
int a[maxn],n,b[maxn];
void sortloop(int n,int *b)
{
    for(int i=1; i<n; i++)
    {
        for(int j=i+1; j<=n; j++)
            if(b[i]>b[j]) swap(b[i],b[j]);
    }
}
void sortquick(int l,int r,int *b)
{
    if(l<r)
    {
        int val=b[l];
        int low=l,high=r;
        while(low<high)
        {
            while(b[high]>=val&&low<high) high--;
            b[low]=b[high];
            while(b[low]<=val&&low<high) low++;
            b[high]=b[low];
        }
        a[low]=val;
        sortquick(l,low-1,b);
        sortquick(low+1,r,b);
    }
}
void sortshell(int n,int *b){
    /*for(int gap=2*n;gap;gap=gap/2){
        for(int i=gap;i<=n;i++){
            for(int j=i-gap;j>=1;j-=gap){
                if(b[j]>b[j+gap]) swap(b[j],b[j+gap]);///不优化
            }
        }
    }*/
    for(int gap=2*n;gap;gap=gap/2){
        for(int i=1;i<=gap;i++){///gap组
            for(int j=i+gap;j<=n;j+=gap){
                if(b[j]<b[j-gap]){
                    int tmp=b[j],q=j-gap;
                    while(q>=1&&b[q]>tmp){
                        b[q+gap]=b[q];q-=gap;
                    }
                    b[q+gap]=tmp;
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    srand(time(0));//随机数种子
    clock_t s,e;
    n=(rand()*rand()+rand())%20000+1;///随机生成数组的长度
    for(int i=1; i<=n; i++)
    {
        a[i]=(rand()*rand()+rand())%10000+1;///随机生成数组内的元素
        b[i]=a[i];///拷贝
    }
    cout<<"原数组的元素为:"<<endl;
     /*for(int i=1;i<=n;i++){
         cout<<a[i]<<" ";
         if(i%5==0) puts("");
     }*/
    ///选择排序 希尔排序 堆排序
    s=clock();///计算代码运行时间
    cout<<"冒泡排序后的元素为"<<endl;
    sortloop(n,b);
    /*for(int i=1;i<=n;i++){
        cout<<b[i]<<" ";
        if(i%5==0) puts("");
    }*/
    e=clock();
    cout<<"冒泡排序花费的时间为:"<<(double(e-s)/CLOCKS_PER_SEC)<<"s\n";

    s=clock();///计算代码运行时间
    cout<<"快速排序后的元素为"<<endl;
    for(int i=1; i<=n; i++) b[i]=a[i];
    sortquick(1,n,b);
    /*for(int i=1;i<=n;i++){
        cout<<b[i]<<" ";
        if(i%5==0) puts("");
    }*/
    e=clock();
    cout<<"快速排序花费的时间为:"<<(double(e-s)/CLOCKS_PER_SEC)<<"s\n";

    s=clock();///计算代码运行时间
    cout<<"希尔排序后的元素为"<<endl;
    for(int i=1; i<=n; i++) b[i]=a[i];
    sortshell(n,b);
    /*for(int i=1;i<=n;i++){
        cout<<b[i]<<" ";
        if(i%5==0) puts("");
    }*/
    e=clock();
    cout<<"希尔排序花费的时间为:"<<(double(e-s)/CLOCKS_PER_SEC)<<"s\n";

    return 0;
}