数据结构实验报告
实验名称：实验四排序
学生姓名：
班级：
班内序号：
学号：
日期：2012年12月21日
1、实验要求
题目2
使用链表实现下面各种排序算法，并进行比较。
排序算法：
1、插入排序
2、冒泡排序
3、快速排序
4、简单选择排序
5、其他
要求：
1、测试数据分成三类：正序、逆序、随机数据。
2、对于这三类数据，比较上述排序算法中关键字的比较次数和移动次数（其中关键字交换计为3次移动）。
3、对于这三类数据，比较上述排序算法中不同算法的执行时间，精确到微秒（选作）。
4、对2和3的结果进行分析，验证上述各种算法的时间复杂度。
编写测试main()函数测试线性表的正确性。
2、程序分析
存储结构
说明：本程序排序序列的存储由链表来完成。
其存储结构如下图所示。
(1)单链表存储结构：
（2）结点结构
struct Node
{
int data;
Node * next;
};
示意图：
关键算法分析
一：关键算法
(一)直接插入排序 void LinkSort::InsertSort()
直接插入排序是插入排序中最简单的排序方法，其基本思想是：依次将待排序序列中的每一个记录插入到一个已排好的序列中，直到全部记录都排好序。
（1）算法自然语言
1.将整个待排序的记录序列划分成有序区和无序区，初始时有序区为待排序记录序列中的第一个记录，无序区包括所有剩余待排序的记录；
2.将无须去的第一个记录插入到有序区的合适位置中，从而使无序区减少一个记录，有序区增加一个记录；
3.重复执行2，直到无序区中没有记录为止。
（2）源代码
void
2.
3.
4.重复执行2和3
直接插入排序过程
（2）源代码
void LinkSort::BubbleSort()
{
Node * P = front->next;
while
较的基准）
2.
3.
（2）源代码
void LinkSort::Qsort()
{
Node * End = front;
while(End->next)
{
End = End->next;
}
Partion(front, End);
}
void LinkSort::Partion(Node * Start, Node * End)
{ Array
if
2.使得有序区扩展
了一个记录，而无序区减少了一个记录。
3.不断重复2，直到无序区之剩下一个记录为止。
（2）源代码
void LinkSort::SelectSort() { Node * S = front; while (S->next->next) { Node * P = S;
Node * Min = P;
while (P->next) 入。
比较次数：" << setw(3)
<< CompareCount << "; 移动次数：" << setw(3) << MoveCount << "; 时间: " << TimeCount <<"us"<< endl;
CompareCount = 0; MoveCount = 0; TimeCount = 0;
QueryPerformanceCounter(&time_start); 泡。
比较次数：" <<
setw(3) << CompareCount << "; 移动次数：" << setw(3) << MoveCount <<
"; 时间: " << TimeCount << "us"<<endl;
CompareCount = 0; MoveCount = 0; TimeCount = 0;
QueryPerformanceCounter(&time_start); 速。
比较次数：" << setw(3) << CompareCount << "; 移动次数：" << setw(3) << MoveCount << "; 时间: " << TimeCount << "us"<<endl;
初始键值序列 ［49 27 65 97 76 13 38］
第一趟排序结果 13 ［27 65 97 76 49 38］
第二趟排序结果 13 27 ［65 97 76 49 38］
第三趟排序结果 13 27 38 ［97 76 49 65］
第四趟排序结果 13 27 38 49 ［76 97 65］ 第五趟排序结果 13 27 38 49 65 ［97 76］
CompareCount = 0; MoveCount = 0; TimeCount = 0;
QueryPerformanceCounter(&time_start); 择。
比较次数：" << setw(3) << CompareCount << "; 移动次数：" << setw(3) << MoveCount << "; 时间: " << TimeCount << "us"<<endl;
}
（3）时间和空间复杂度
时间复杂度O(1)(因为不包含循环体)。
其他
3、程序运行结果
（1）程序流程图
（2）测试条件
规模为10个数字，在正序、逆序和乱序的条件下进行测试，未出现问题。
（3）运行结果：
（4）说明：各函数运行正常，没有出现bug。
四、总结
1、调试时出现的问题及解决方法
由于经过一种排序后，原始数据改变，导致后面的排序所用的数据全为排好后的数据。
将数据在排序前重新初始化后，该问题被排除。
还有就是因为编程时没有注意格式，所以在调试错误时花费了不少时间。
2、心得体会
这是最后一次编程实验。
这次试验，我觉得主要目的还是在掌握好课本知识的基础上，对代码进行相应的优化，以达到时间复杂度和空间复杂度的最佳。
其次，本次实验是经过借鉴课本上的程序进行编写，是基于课本完成的。
考虑到若完全由自己编写，则又可能限于自己能力问题，将较简单的算法编写的过于麻烦，造成关键码的比较次数和移动次数比一些复杂算法还多，从而影响结果。
基于课本编写，最大好处是可以借鉴、仔细研读书上的优秀例子，开拓以后编写程序的思路。
基于课本编写，最大坏处是自己独立思考、独立编写、修改程序的能力未得到锻炼。
对于正序序列，直接插入、起泡排序法有较高的效率。
对于逆序序列，简单选择排序效率较高。
对于在随机序列，快速排序法的效率比较高。
程序的优化是一个艰辛的过程，如果只是实现一般的功能，将变得容易很多，当加上优化，不论是效率还是结构优化，都需要精心设计。
这次做优化的过程中，遇到不少阻力。
由于优化中用到很多类的封装和访问控制方面的知识，而这部分知识恰好是大一一年学习的薄弱点。
因而以后要多花力气学习C++编程语言，必须要加强这方面的训练，这样才能在将编程思想和数据结构转换为代码的时候能得心应手。