技術標籤：資料結構資料結構快速排序排序演算法

1. 實驗目的：
   （1）熟練掌握常用的內排序方法並加以比較。
2. 實驗內容：
   利用隨機函式產生N個隨機整數（20000以上），對這些數進行多種方法進行排序。要求：
   （1）至少採用三種方法實現上述問題求解（提示，可採用的方法有希爾排序、起泡排序、快速排序、選擇排序、堆排序）。並把排序後的結果儲存在不同的檔案中。
   （2）統計每一種排序方法的效能（以上機執行程式所花費的時間為準進行對比），找出其中兩種較快的方法。
   3.實驗程式碼：

#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]);///不優化
            }
        }
    }*/
    for(int gap=2*n;gap;gap=gap/2){
        for(int i=1;i<=gap;i++){///gap組
            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));//隨機數種子
    clock_t s,e;
    n=(rand()*rand()+rand())%20000+1;///隨機生成陣列的長度
    for(int i=1; i<=n; i++)
    {
        a[i]=(rand()*rand()+rand())%10000+1;///隨機生成陣列內的元素
        b[i]=a[i];///拷貝
    }
    cout<<"原陣列的元素為:"<<endl;
     /*for(int i=1;i<=n;i++){
         cout<<a[i]<<" ";
         if(i%5==0) puts("");
     }*/
    ///選擇排序 希爾排序 堆排序
    s=clock();///計算程式碼執行時間
    cout<<"氣泡排序後的元素為"<<endl;
    sortloop(n,b);
    /*for(int i=1;i<=n;i++){
        cout<<b[i]<<" ";
        if(i%5==0) puts("");
    }*/
    e=clock();
    cout<<"氣泡排序花費的時間為:"<<(double(e-s)/CLOCKS_PER_SEC)<<"s\n";

    s=clock();///計算程式碼執行時間
    cout<<"快速排序後的元素為"<<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<<"快速排序花費的時間為:"<<(double(e-s)/CLOCKS_PER_SEC)<<"s\n";

    s=clock();///計算程式碼執行時間
    cout<<"希爾排序後的元素為"<<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<<"希爾排序花費的時間為:"<<(double(e-s)/CLOCKS_PER_SEC)<<"s\n";

    return 0;
}