大学数据结构与算法初学常用程序（4）-CFANZ编程社区

排序的应用

1．已知关键字序列{10，80，45，3，65，23，98，8}，试用快速排序算法进行排序，并给出每一趟排序结果。
要求：
（1）按题目中的顺序输入这个关键字序列，打印输出每一趟排序的结果。
（2）按升序重新输入这些关键字，重新打印输出，并与（1）的结果做比较。
（3）按降序重新输入这些关键字，重新打印输出，并与（1）和（2）的结果做比较。

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <math.h>
using namespace std;
#define MAXSIZE 100
typedef int KeyType;		/*关键字类型*/
typedef int DataType;
typedef struct{			/*数据元素类型*/
	   KeyType key;		/*关键字*/
	   DataType data;	/*其他数据*/
}SortItem,SqList[MAXSIZE];
int Partition(SqList L,int i,int j);
int QuickSort(SqList L,int low,int upper);
void display(SqList L,int a);
int main(void)
{
	SqList a;
	int b[]={10 ,80, 45, 3 ,65, 23, 98, 8};
	int c[]={3,8,10,23,45,65,80,98};
	int d[]={98,80,65,45,23,10,8,3};
	int len=sizeof(b)/sizeof(b[0]);
	for(int i=0;i<len;i++)a[i].key=b[i];
	display(a,7);
	QuickSort(a,0,7);
	display(a,7);
	cout<<endl<<"升序"<<endl;
	for(int i=0;i<len;i++)a[i].key=c[i];
	QuickSort(a,0,7);
	display(a,7);
	cout<<endl<<"降序"<<endl;
	for(int i=0;i<len;i++)a[i].key=d[i];
	QuickSort(a,0,7);
	display(a,7);
    cout<<"hello word"<<endl;
    return 0;
}
//快速排序
int Partition(SqList L,int i,int j){
	SortItem pivot;
	pivot=L[i];	/*用第1个元素作为基准元素*/
	while(i<j) { /*从序列两端交替向中央扫描，直至i=j为止*/	
                  /*从右向左扫描，查找第1个关键字小于基准元素的元素*/
		 while(i<j && pivot.key<=L[j].key) j--;
		 if(i<j){L[i]=L[j]; i++;} /*找到第1个小于基准元素的元素*/
                 /*从左向右扫描，查找第1个关键字大于等于基准元素的数据元素*/
		 while(i<j && pivot.key>L[i].key ) i++;
		 if(i<j) {L[j]=L[i];j--;}
	}
	L[i]=pivot;/*确定枢轴的位置*/
	return i;
} 
int QuickSort(SqList L,int low,int upper){
	int pivot;	/*划分后枢轴的位置*/
	if(low<upper){
		pivot=Partition(L,low,upper);	/*划分区间*/
		display(L,7);
		QuickSort(L,low,pivot-1);/*划分后左子序列递归排序*/
		QuickSort(L,pivot+1,upper);	/*右子序列递归排序*/
	}
	return 0;
} 
void display(SqList L,int a) {
	for(int i=0;i<=a;i++)
	cout<<L[i].key<<"   ";
	cout<<endl;
}

2.已知关键字序列{601，223，417，125，418，391，65，359}，请打印输出基数排序的每一趟结果。

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
#define MAXSIZE 100
typedef int KeyType;
//数据定义
typedef struct{
   KeyType key;
}DataType;
void display(DataType L[],int a) ;
//链队列定义
typedef struct QNode{   
    DataType data;  
    struct QNode* next;
}LQNode, *PQNode;
typedef struct{ 
    PQNode front, rear;
}LinkQueue; 
//入队
int EnQueue(LinkQueue *Q,DataType e){   
    PQNode p;
    p=(PQNode)malloc(sizeof(LQNode));
    if(!p){
        printf("内存分配失败，不能完成入队操作！\n");
      return 0;}
    p->data=e;
    p->next=NULL;   
    Q->rear->next=p;
    Q->rear=p;
    return 1;
} 
//出队
int DeQueue(LinkQueue *Q,DataType *e){  
    PQNode p;
    if(Q->front==Q->rear){
        printf("队列已空，不能完成出队操作！\n");return 0;}
    p=Q->front->next;
    *e=p->data;
    Q->front->next=p->next; free(p);
    if(Q->rear==p)  /*若删的是最后一个结点，移动尾指针*/
        Q->rear=Q->front;
    return 1;
}
//初始化队列
int InitQueue(LinkQueue *Q){    
    Q->front=Q->rear=(PQNode)malloc(sizeof(LQNode));
    if(!Q->front){printf("初始化队列失败！\n");return 0;}
    Q->front->next=NULL;
    return 1;
} 
//判断链队为空
int QueueEmpty(LinkQueue Q){
    if(Q.front==Q.rear) 
        return 1;
    else    
        return 0;
} 
//销毁链表
int DestroyQueue(LinkQueue *Q){ 
    while(Q->front){
           Q->rear=Q->front->next;
           free(Q->front);
           Q->front=Q->rear;
    }   
    return 1;
} 
//在进行基数排序时，需要获取关键字的第m位数字值。下面的函数用来提前第m位的数字值。
int digit(KeyType key,int m,int r){
   /* 获取key的第m位的数字，该数字是r进制的*/
   int i,d;
   if(m==0) return key % r;
   d=r;
   for(i=1;i<m;i++) d*=r;
   return ((int)(key/d)%r);
} 
//基数排序
void RadixSort(DataType L[],int n,int m,int r){
   /* L中的关键字为m位r进制数，L的长度为n */
	LinkQueue* q;	/*r个链队列的头尾指针存放在q数组中*/
	int i,j,k;
	q=(LinkQueue*)malloc(r*sizeof(LinkQueue));
	for(i=0;i<r;i++) InitQueue(&q[i]);/*初始化r个链队列*/
	for(i=0;i<m;i++){ /*进行m次分配与收集*/
          for(j=0;j<n;j++) { 		/*分配*/		
				k=digit(L[j].key,i,r); 
				EnQueue(&q[k],L[j]);  /*入队操作，见2.5.5节*/
			}
			k=0;
			for(j=0;j<r;j++)		/*收集*/
				for(;!QueueEmpty(q[j]);k++)
					DeQueue(&q[j],&(L[k]));
			for(j=0;j<n;j++)		/*输出每趟基数排序结果*/
				printf("%d\t",L[j].key);
			printf("\n\n");
     }
	for(i=0;i<r;i++)	DestroyQueue(q);
} 
int main(void)
{
    DataType dataqq[8];
    int b[]={60,223,417,125,418,391,65,359};
    int len=sizeof(b)/sizeof(b[0]);
    for(int qwer=0;qwer<len;qwer++)
   	{
       dataqq[qwer].key=b[qwer];
    }
    display(dataqq,len-1);cout<<endl;
    RadixSort(dataqq,len,3,10);
    cout<<"hello word"<<endl;
    return 0;
}
void display(DataType L[],int a) {
	for(int i=0;i<=a;i++)
	cout<<L[i].key<<'\t';
	cout<<endl;
}

3.已知学生综合成绩表的数据元素类型为：
struct grade{
int id; /学号/
fload score; /综合成绩/
}
要求：
（1）模拟建立一个学生成绩表（初始学号和成绩为无序状态）；
（2）采用直接插入法，按成绩从高到底排序，并输出学号、成绩和名次。
（3）采用归并排序，按学号输出成绩列表。

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>
#include <stdlib.h>
 #include <iomanip>
using namespace std;
#define MAXSIZE 100
typedef int KeyType;
//成绩结构体 
struct grade{
		int id;			/*学号*/
		float score;	/*综合成绩*/
};
//直接插入排序
void InsertSort(grade L[],int n){
	int i,j;
	grade p;
	for(i=1;i<n;i++)	{
		   p=L[i];
		   for(j=i-1;j>=0 && p.score<L[j].score;j--)
			   L[j+1]=L[j];
		   L[j+1]=p;	/*插入*/
	}
} 
//归并排序 
void MergeTwo(grade L[],int low,int mid,int upper){
	grade* p;/*临时存放归并结果的临时数组*/
	int low1=low; int low2=mid+1; int pos=0; 
	p=(grade*)malloc((upper-low+1)*sizeof(grade));
	while(low1<=mid && low2<=upper)/*两个子序列归并*/
		 p[pos++]=(L[low1].score<=L[low2].score) ? L[low1++] : L[low2++];
	/*将两个子序列尚未处理完的部分复制到p中*/
	for(;low1<=mid;low1++,pos++)	p[pos]=L[low1];
	for(;low2<=upper;low2++,pos++)	p[pos]=L[low2];
	/*归并完成，p中数据元素复制回L*/
	for(pos=0,low1=low;low1<=upper;pos++,low1++) L[low1]=p[pos];
	free(p);
} 
//一趟归并排序算法
void Merge(grade L[],int len,int n){
	int i;
	for(i=0;i+2*len-1<n;i+=2*len)
		MergeTwo(L,i,i+len-1,i+2*len-1);
	if(i+len-1<n)/*对余下的两个子序列归并*/
		MergeTwo(L,i,i+len-1,n-1);
	for(i=0;i<n;i++)		/*输出每趟归并的结果*/
		printf("%.2f\t",L[i].score);
	printf("\n\n");
} 
//二路归并排序算法
void MergeSort(grade L[],int n){
	int i;
	for(i=1;i<n;i*=2)
		    Merge(L,i,n);
} 
void display(grade L[],int a);
int main()
{
    int a[]={1901,1902,1903,1904,1905,1906};
    float b[]={99,98,60,30,66.66,99.99};
    int i=0;
	int len=sizeof(a)/sizeof(a[0]);
	grade qq[len];
	for(i;i<len;i++)
	{
		qq[i].id=a[i];qq[i].score=b[i];
	}
	display(qq,len);
	InsertSort(qq,len);
	cout<<"直接插入排序"<<endl;
//	cout<<"名次"<<'\t';
//	for(int z=1;z<=len;z++)
//	cout<<z<<'\t';
//	cout<<endl;
//	display(qq,len);
	MergeSort(qq,len);
	cout<<"归并排序"<<endl;
	display(qq,len);
    

	return 0;
    
}
//显示成绩 
void display(grade L[],int a) {
	cout<<"id"<<"     "; 
	for(int i=a-1;i>-1;i--){
		cout<<L[i].id<<'\t';
	}
	cout<<endl;
	cout<<"score"<<"  "; 
	for(int i=a-1;i>-1;i--){
		printf("%.2f", L[i].score);
		cout<<'\t';
	}	
	cout<<endl;
}

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