实验八 排序算法的实现
一、 实验目的：
- 熟练掌握常用的直接插入排序、简单选择排序、冒泡排序等算法。
- 深入理解各种查找排序的结构特点及各算法之间的区别。
二、 实验内容：
- 采用直接插入排序、简单选择排序、冒泡排序等常用的排序算法实现给数据的排序。
- 各种排序算法的结构特点及各算法之间的区别。
代码如下：
RecordNode.java
package sort; import java.util.Scanner; public class RecordNode { public int key ; // 关键字 public String element; // 记录的其它部分 Scanner sin = new Scanner(System.in); public RecordNode() { System.out.println("请输入关键字："); this.key=sin.nextInt(); System.out.println("请输入元素值："); this.element=sin.next(); } public RecordNode(int key) { this.key =key; } public RecordNode(int key , String element) { this.element = element; this.key =key; } public String toString() { return this.key+" "+this.element+" "; } }SeqList_Sort.java（主要填写算法部分）
/* *构造用于排序的线性表， *元素位置从下标1开始 *分别设置各种不同的排序算法*/ package sort; import java.util.Scanner; import java.util.Random; public class SeqList_Sort { public RecordNode [ ] r; public int curlen; public SeqList_Sort(int maxSize) //构造方法，用参数做为线性表的初始空间大小 { this.curlen=0; this.r = new RecordNode[maxSize]; } public SeqList_Sort() //构造方法，以默认100做为初始空间大小 { this(100); } public void create(int n) // 输入生成线性表，参数为输入元素个数 { Scanner sin =new Scanner(System.in); System.out.println("\t输入"+n+"个线性表的元素："); for(int i=1;i<=n;i++) { try { RecordNode newdata=new RecordNode (); this.insert(i,newdata); } catch(Exception e) { System.out.println("\t插入位置不合适，无法创建"); } } } public void create( )// 随机数生成10个元素 { Scanner sc = new Scanner(System.in); System.out.print("\t输入元素个数： "); int n = sc.nextInt(); for(int i=1;i<=n ;i++) { try { Random rd = new Random(); RecordNode newdata = new RecordNode(rd.nextInt(100)," "); this.insert(i,newdata); } catch(Exception e) { System.out.println("\t插入位置不合适，无法创建"); } } } public void clear()//清空 { this.curlen=0; } public boolean isEmpty() //判断是否为空 { if ( this.curlen ==0 ) return true; else return false; } public int length() //求长度 { return this.curlen; } public RecordNode get(int i) throws Exception //求指定位置元素 { if ( i < this.curlen) return this.r[i]; else { throw new Exception("elem no."+i+" not exist!"); } } public void insert(int i,RecordNode x)throws Exception //在指定的位置上插入数据元素 { if (this.curlen == this.r.length) { // throw new Exception("overflow!"); RecordNode newlist[]=new RecordNode[2*this.curlen]; for(int j=this.curlen;j>0;j--) { newlist[j]=this.r[j]; } this.r=newlist; } if (i<1|| i>this.curlen+1) throw new Exception("position error!"); for(int j =this.curlen ; j >=i ; j-- ) { this.r[ j+1] =this.r[j] ; } this.r[i]= x; this.curlen++; } public void remove(int i) //删除指定位置上的元素 { for (int j = i+1 ; j<= this.curlen ; j++) { this.r[j-1]=this.r[j]; } this.curlen--; } public int indexOf(RecordNode x)//查找指定元素的位置 { int i; for( i=this.curlen; i>0 ; i--) { if (this.r[i].equals(x)) break; } return i; } public void display() //输出线性表的所有元素值 { System.out.println("\n\t线性表的元素是"); for (int i = 1; i <= curlen ;i++) { System.out.print("\t"+this.r[i] ); if (i %10==0) System.out.println(); } System.out.println(); } //---------------------Sort--------------------------- //------------------insertSort----------------------- public void insertSort() // 插入排序 { RecordNode temp; int i,j; for(i = 1;i <= this.curlen; i++) { temp = r[i]; for(j = i-1;j>=0&&Integer.valueOf(temp.key).compareTo(r[j].key)<0;j--) { r[j+1]= r[j]; } r[j+1]=temp; } } //----------------带岗哨的插入排序------------- public void insertSortWithGuard() // 带岗哨的插入排序 { int i,j; for(i = 1;i<=this.curlen;i++) { r[0] =r[i]; for(j = i-1;Integer.valueOf(r[0].key).compareTo(r[j].key)<0;j--) { r[j+1]=r[j]; } r[j+1] = r[0]; } } //----------------选择排序------------- public void selectSort() //选择排序 { RecordNode temp; for(int i = 0 ; i <= this.curlen ;i++) { int min = i; for(int j = i+1;j<=this.curlen;j++) { if(Integer.valueOf(r[j].key).compareTo(r[min].key)<0) { min = j; } } if(min!=i) { temp = r[i]; r[i] = r[min]; r[min]=temp; } } } //----------------冒泡排序------------- public void bubbleSort() //冒泡排序 { RecordNode temp; boolean flag = true; for(int i = 1;i<= this.curlen&&flag;i++) { flag = false; for(int j = 0;j<=this.curlen-i;j++) { if(Integer.valueOf(r[j].key).compareTo(r[j+1].key)>0) { temp = r[j]; r[j]=r[j+1]; r[j+1]= temp; flag = true; } } } } //----------------快速排序------------- private int Partition(int i,int j) // 在区间[i,j]上进行元素的划分，以i位置上的元素为支点记录 { RecordNode pivot = r[i]; while(i<j) { while(i<j&&Integer.valueOf(pivot.key).compareTo(r[j].key)<=0) { j--; } if(i<j) { r[i]=r[j]; i++; } while(i<j&&Integer.valueOf(pivot.key).compareTo(r[i].key)>0) { i++; } if(i<j) { r[j] = r[i]; j--; } } r[i]=pivot; return i; } private void qSort(int low,int high) //从low到high进行递归的快速排序 { if(low < high) { int p = Partition(low,high); qSort(low,p-1); qSort(p+1,high); } } public void quickSort() // 快速排序 { qSort(1,this.curlen); } //----------------堆排序------------- public void heapSort() // 堆排序 { int n=this.curlen; for(int i=n/2; i>=1; i--) // 建堆 { sift(i,n); } for(int i=n; i>=2; i--) // 利用堆排序 { //交换r[1]和r[i]，即得到最大值r[i] RecordNode temp = this.r[1]; this.r[1] = this.r[i]; this.r[i] = temp; sift(1,i); } } private void sift(int low,int high) // 以low为根的子树调整成大根堆 { if (low <high) { int i=low; int j=2*i ; this.r[0] = this.r[i]; while( j < high) { if (j<high-1 && this.r[j].key < this.r[j+1].key) // i有右孩子，并且右孩子大于左孩子,j将表示右孩子 j++; if (this.r[0].key < this.r[j].key) { this.r[i] = this.r[j]; i=j; j=2*i; } else j=high +1; // 可以退出调整过程 } this.r[i]=this.r[0]; } } }Sort_Test.java
import sort.SeqList_Sort; import java.util.Scanner; public class Sort_Test { private static int total; //排序次数 private static void showMenu() { System.out.println(" ---------Menu--------"); System.out.println(" 1 insertSort"); System.out.println(" 2 insertSortWithGuard "); System.out.println(" 3 bubbleSort "); System.out.println(" 4 quickSort "); System.out.println(" 5 selectSort "); System.out.println(" 6 heapSort "); System.out.println(" 0 Quit "); System.out.println(" ---------end----------"); } public static void main(String [] args) { Scanner sin = new Scanner(System.in); SeqList_Sort test = new SeqList_Sort (); do { showMenu(); System.out.print(" 请选择排序算法："); int choice = sin.nextInt(); total++; if (choice == 0 ) System.exit(0); System.out.println(" 初始数据："); test.create(); test.display(); if (choice >=1 && choice <=6) { String sortName = null; switch(choice) { case 1: test.insertSort(); sortName = "插入排序" ; break; case 2: test.insertSortWithGuard(); sortName = "带岗哨的插入排序" ; break; case 3: test.bubbleSort(); sortName = "冒泡排序";break; case 4: test.quickSort(); sortName = "快速排序" ;break; case 5: test.selectSort(); sortName = "选择排序" ; break; case 6: test.heapSort(); sortName = "堆排序" ;break; } System.out.println("**第 "+total+" 次选择，"+sortName+"结果是："); test.display(); } else System.out.println("error,end"); System.out.println("_______请继续选择_________"); test.clear(); //清除上次数据 }while(true); } }
时间： 2024-10-11 11:37:51