课程设计报告课程名称：《数据结构》课程设计课程设计题目：各种排序算法性能比较姓名：学习院（系）：计算机学院专业：计算机科学与技术年级：11级学号：学习指导教师：王爱平数据结构课程设计报告目录1 课程设计的目的 (2)2 需求分析 (2)3 课程设计报告内容 (2)3.1概要设计 (2)3.2详细设计 (2)3.3调试分析 (6)4 总结 (7)5 程序清单 (8)6 参考文献 (8)7 程序运行结果 (8)附录 (10)1 课程设计的目的(1) 熟练使用C 语言编写程序，解决实际问题;(2) 了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力;(3) 初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能;(4) 提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力;2 需求分析（1）使用数组来存放产生的40000个随机数（2）编写统计程序运行时间的函数（3）编写快速排序、冒泡排序、插入排序、梳排序四种排序算法的函数(4 ) 编写主函数，控制程序运行3 课程设计报告内容3.1 概要设计（1）使用四种排序算法：插入排序、冒泡排序、快速排序、梳排序（2）使用clock()函数来统计时间3.2 详细设计（1）主函数：int main(){int number[MAX] = {0};int number1[MAX] = {0};int number2[MAX] = {0};int number3[MAX] = {0};int number4[MAX] = {0};int i;srand((unsigned) time(NULL)); /*播种子*/for(i = 0; i < MAX; i++){number[i] = rand() % 20000; /*产生101以内的随机整数*/number1[i]=number2[i]=number3[i]=number4[i]=number[i];while(number[i]==0){number[i] = rand() % 20000;number1[i]=number2[i]=number3[i]=number4[i]=number[i];}}//快速排序并计算时间clock_t begin1, end1;double cost1;begin1 = clock();quicksort(number1,MAX);end1 = clock();cost1 = (double)(end1 - begin1) / CLOCKS_PER_SEC;//冒泡排序并计算时间clock_t begin2, end2;double cost2;begin2 = clock();Bubble(number2,MAX);end2 = clock();cost2 = (double)(end2 - begin2) / CLOCKS_PER_SEC;//插入排序并计算时间clock_t begin3, end3;double cost3;begin3 = clock();insertSort(number3,MAX);end3 = clock();cost3 = (double)(end3 - begin3) / CLOCKS_PER_SEC;//梳排序并计算时间clock_t begin4, end4;double cost4;begin4 = clock();combsort(number4,MAX);end4 = clock();cost4 = (double)(end4 - begin4) / CLOCKS_PER_SEC;for(int j=0;j<MAX;j++){printf("%d ", number1[j]);}printf("\n");printf("排序完成!\n");printf("快速排序耗时:%lf seconds\n", cost1);printf("冒泡排序耗时:%lf seconds\n", cost2);printf("插入排序耗时:%lf seconds\n", cost3);printf("梳排序耗时:%lf seconds\n", cost4);return 0;}（2）插入排序函数：void insertSort(int a[], int len){int i, j, temp;for(i = 1; i < len; i ++){temp = a[i];for(j = i - 1; j >= 0; j --){if(a[j] > temp){a[j + 1] = a[j];}else{break;}}a[j + 1] = temp;}}（3）冒泡排序函数：void Bubble(int a[],int len){int length=len;int i=0;int j=0;for(;i<len;i++){for(;j<length;j++){if(a[j]>a[j+1]){int temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;}}length--;j=0;}}（4）快速排序函数：int partions(int l[],int low,int high){int prvotkey=l[low];l[0]=l[low];while (low<high){while (low<high&&l[high]>=prvotkey)--high;l[low]=l[high];while (low<high&&l[low]<=prvotkey)++low;l[high]=l[low];}l[low]=l[0];return low;}void qsort(int l[],int low,int high){int prvotloc;if(low<high){prvotloc=partions(l,low,high); //将第一次排序的结果作为枢轴qsort(l,low,prvotloc-1); //递归调用排序由low 到prvotloc-1qsort(l,prvotloc+1,high); //递归调用排序由prvotloc+1到high }}void quicksort(int l[],int n){qsort(l,1,n); //第一个作为枢轴，从第一个排到第n个}（5）梳排序函数：void combsort(int a[], int n){float shrink_factor = 1.3;int gap = n, swapped = 1, swap, i;while ((gap > 1) || swapped){if (gap > 1) gap = gap / shrink_factor;swapped = 0;i = 0;while ((gap + i) < n){if (a[i] - a[i + gap] > 0){swap = a[i];a[i] = a[i + gap];a[i + gap] = swap;swapped = 1;}++i;}}}3.3 调试分析（1）使用随机数产生函数，产生40000个随机数，再使用四种算法进行排序，并统计各种算法统计时间。

（2）运行截图如下：（3）由多次试验结果可得，梳排序和快速排序的排序速度相对较快。

4 总结通过这次课程设计我主要熟悉了快速排序、冒泡排序、插入排序、梳排序四种排序算法的具体实现方法。

我认识到了排序功能在解决实际问题中的作用，使我对数据结构的学习有了更进一步的理解。

在完成本次课程设计中，我发现很多理论性知识在实际使用时与单纯的理论还是有所差别的，今后我会更加注重培养自己的实践动手能力。

5 程序清单见附录6 参考文献[1]严蔚敏，吴伟民编著. 数据结构(C 语言版)--北京: 清华大学出版社，2007.[2]严蔚敏，吴伟民米宁编著. 数据结构题集(C 语言版)--北京: 清华大学出版社，2007.[3] /wiki/%E6%A2%B3%E6%8E%92%E5%BA%8F7 程序运行结果附录程序清单：#include "stdafx.h"#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h> /*用到了time函数，所以要有这个头文件*/ #define MAX 40000//插入排序void insertSort(int a[], int len){int i, j, temp;for(i = 1; i < len; i ++){temp = a[i];for(j = i - 1; j >= 0; j --){if(a[j] > temp){a[j + 1] = a[j];}else{break;}}a[j + 1] = temp;}}//冒泡排序void Bubble(int a[],int len){int length=len;int i=0;int j=0;for(;i<len;i++){for(;j<length;j++){if(a[j]>a[j+1]){int temp=a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;}}length--;j=0;}}//快速排序int partions(int l[],int low,int high){int prvotkey=l[low];l[0]=l[low];while (low<high){while (low<high&&l[high]>=prvotkey)--high;l[low]=l[high];while (low<high&&l[low]<=prvotkey)++low;l[high]=l[low];}l[low]=l[0];return low;}void qsort(int l[],int low,int high){int prvotloc;if(low<high){prvotloc=partions(l,low,high); //将第一次排序的结果作为枢轴qsort(l,low,prvotloc-1); //递归调用排序由low 到prvotloc-1qsort(l,prvotloc+1,high); //递归调用排序由prvotloc+1到high }}void quicksort(int l[],int n){qsort(l,1,n); //第一个作为枢轴，从第一个排到第n个}//梳排序void combsort(int a[], int n){float shrink_factor = 1.3;int gap = n, swapped = 1, swap, i;while ((gap > 1) || swapped){if (gap > 1) gap = gap / shrink_factor;swapped = 0;i = 0;while ((gap + i) < n){if (a[i] - a[i + gap] > 0){swap = a[i];a[i] = a[i + gap];a[i + gap] = swap;swapped = 1;}++i;}}}int main(){int number[MAX] = {0};int number1[MAX] = {0};int number2[MAX] = {0};int number3[MAX] = {0};int number4[MAX] = {0};int i;srand((unsigned) time(NULL)); /*播种子*/for(i = 0; i < MAX; i++){number[i] = rand() % 20000; /*产生101以内的随机整数*/number1[i]=number2[i]=number3[i]=number4[i]=number[i];while(number[i]==0){number[i] = rand() % 20000;number1[i]=number2[i]=number3[i]=number4[i]=number[i];}}//快速排序并计算时间clock_t begin1, end1;double cost1;begin1 = clock();quicksort(number1,MAX);end1 = clock();cost1 = (double)(end1 - begin1) / CLOCKS_PER_SEC;//冒泡排序并计算时间clock_t begin2, end2;double cost2;begin2 = clock();Bubble(number2,MAX);end2 = clock();cost2 = (double)(end2 - begin2) / CLOCKS_PER_SEC;//插入排序并计算时间clock_t begin3, end3;double cost3;begin3 = clock();insertSort(number3,MAX);end3 = clock();cost3 = (double)(end3 - begin3) / CLOCKS_PER_SEC;//梳排序并计算时间clock_t begin4, end4;double cost4;begin4 = clock();combsort(number4,MAX);end4 = clock();cost4 = (double)(end4 - begin4) / CLOCKS_PER_SEC;for(int j=0;j<MAX;j++){printf("%d ", number1[j]);}printf("\n");printf("排序完成!\n");printf("快速排序耗时:%lf seconds\n", cost1);printf("冒泡排序耗时:%lf seconds\n", cost2);printf("插入排序耗时:%lf seconds\n", cost3);printf("梳排序耗时:%lf seconds\n", cost4);return 0;}。