第十六周專案2 大資料集上排序演算法效能的體驗

問題及**：

/* * 檔名稱：專案2.cpp * 作者：陳哲 * 完成日期：2023年12月16日 * 版本號：v1.0 *問題描述：採用歸併排序、快速排序等高效演算法進行排序，當資料元素較少時(如n≤64)，經常直接使用直接插入排序演算法等高複雜度的演算法。這樣做，會帶來一定的好處，例如歸併排序減少分配、**臨時儲存區域的頻次，快速排序減少遞迴層次等。試按上面的思路，重新實現歸併排序演算法。提示1：這一專案需要整合多種排序演算法，可以考慮先建設排序演算法庫，作為我們這門課演算法庫的收官之作；提示2：本專案旨在獲得對於複雜度不同演算法的感性認識，由於資料分布特點、計算機執行狀態等不同，其結果並不能完全代替對演算法複雜度的理論分析；提示3：由於c語言標準提供的時間函式只精確到秒，幾種o(nlog2n)級別的演算法，在5萬條記錄的壓力下，並不能明顯地看出優劣，可以忽略直接插入排序、氣泡排序、直接選擇排序這三種相對低效率的演算法（以節約時間。若能夠忍受他們長時間地執行，請自便），成10倍地加大資料量，然後進行觀察。 *輸入描述：無 *程式輸出：測試資料

*/

標頭檔案sort.h**：

#include #include #include #include #define maxsize 50000      //最多的資料，取5萬，只測試快速演算法，可以往大調整  
//下面的符號常量和結構體針對基數排序  
#define radix 10           //基數的取值  
#define digits 10          //關鍵字位數  
typedef int keytype;    //定義關鍵字型別  
typedef char infotype[10];  
typedef struct          //記錄型別  
rectype;              //排序的記錄型別定義  
typedef struct node  
radixrectype;  
void insertsort(rectype r,int n); //直接插入排序  
void shellsort(rectype r,int n);  //希爾排序演算法  
void bubblesort(rectype r,int n); //氣泡排序  
void quicksort(rectype r,int n);  //快速排序  
void selectsort(rectype r,int n);  //直接選擇排序  
void heapsort(rectype r,int n);  //堆排序  
void mergesort(rectype r,int n); //歸併排序  
//下面函式支援基數排序  
void createlink(radixrectype *&p,rectype r,int n);   //建立基數排序用的鍊錶  
void destorylink(radixrectype *&p); //釋放基數排序用的鍊錶  
void radixsort(radixrectype *&p); //基數排序

源**sort.cpp**：

#include "sort.h"  
#include //1. 對r[0..n-1]按遞增有序進行直接插入排序  
void insertsort(rectype r,int n)  
}  //7.歸併排序輔助1——合併有序表  
void merge(rectype r,int low,int mid,int high)  
else                            //將第2段中的記錄放入r1中  
while (i<=mid)                      //將第1段餘下部分複製到r1  
while (j<=high)                 //將第2段餘下部分複製到r1  
for (k=0,i=low; i<=high; k++,i++) //將r1複製回r中  
r[i]=r1[k];  
}    
//7. 歸併排序輔助2——一趟歸併  
void mergepass(rectype r,int length,int n)    //對整個數序進行一趟歸併  
else  
}  t->next=null;  
}    
//8. 基數排序的輔助函式，釋放基數排序用的鍊錶  
void destorylink(radixrectype *&p)  
return;  
}    
//8. 實現基數排序:*p為待排序序列鍊錶指標,基數r和關鍵字位數d已經作為符號常量定義好  
void radixsort(radixrectype *&p)  
else  
p=p->next;                  //取下乙個待排序的元素  
}  p=null;                         //重新用p來收集所有結點  
for (j=0; jnext=head[j];  
t=tail[j];  
}  }  
t->next=null;                   //最後乙個結點的next域置null  
//下面更新用於分離出第i位數字的d2  
d2*=10;  
}  }

主函式main.cpp**：

#include #include #include #include #include "sort.h"
void getlargedata(rectype *&r, int n)
{    srand(time(0));
r=(rectype*)malloc(sizeof(rectype)*n);
for(int i=0; i
運算結果：
5w時：
知識點總結：
用各種排序方法進行排序，記錄所需要的時間。
學習心得：
對這節課的乙個總結。

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