43434

Исследование методов сортировки расстановкой и с поиском минимума

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Принцип сортировки заключается в том, что алгоритм основывается на сравнении и смене мест для пары соседних элементов и продолжении этого процесса до тех пор, пока не будут упорядочены все элементы. То есть повторяются проходы по массиву и каждый раз наименьший элемент оставшейся последовательности сдвигается к левому краю массива.

Русский

2013-11-05

338.5 KB

4 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет автоматизации и информационных технологий

Кафедра информационных технологий

СОРТИРОВКА МАСИВОВ

Пояснительная записка

(ИТ - 220301.013 ПЗ)


Руководитель:  

___________  Кузьмин Д.Н.
(подпись)
_________________2008г
(оценка, дата)

Разработал:
студент группы 22-1
___________  Зубов А.В.
(подпись)
_________________2008г

(дата)

Красноярск, 2008


Задание на курсовую работу

Требуется выполнить 2 метода сортировки одномерного случайного массива. Для каждого метода предусмотреть подсчет количества операций сравнения элементов массива, потребовавшихся для его сортировки. Провести серию машинных экспериментов по определению зависимости числа операций сравнения от длины сортируемого массива. Построить графики. Сравнить между собой  методы.

Метод сортировки:

  1.  Расстановкой.
  2.  С поиском минимума.


Реферат

Целью данной курсовой работы является исследование методов сортировки расстановкой и с поиском минимума. Сравнить их эффективность между собой. Сделать выводы.

Курсовая работа содержит 2 программы на языке C/C++ и пояснительную записку из 16 страниц текста, 2 графиков, 4 рисунков.


Содержание

[0.1] Реферат

[0.2]
Содержание

[1]
Введение

[2]
Сортировка расстановкой

[3] Сортировка с поиском минимума

[4] Заключение

[5]
Библиографический список

[6]
Приложение


Введение

Сортировка это одна из важных процедур обработки данных. Сортировка необходима, например, для представления человеку массива данных в форме удобной для анализа. Также важно учесть, что в отсортированном массиве повышается эффективность обработки данных, ускоряется поиск. Поставщики компьютеров утверждают, что в среднем более 25% времени общего использования машин тратится на сортировку, а у многих пользователей более 50%. Поэтому важно не только изучить постановку задачи сортировки, ознакомиться с алгоритмами, но и исследовать их справедливость. Критериями оценки различных методов сортировки могут быть: количество сравнений, время сортировки, сложность алгоритмов.

Простейшая задача сортировки заключается в упорядочении элементов массива по возрастанию или убыванию. Другой задачей является упорядочение элементов массива в соответствии с некоторым критерием. Обычно в качестве такого критерия выступают значения определенной функции, аргументами которой выступают элементы массива. В работе приводится постановка задачи сортировки и поиска данных, описание алгоритмов, описание программы и правила ее использования, а также прилагается текст программы, решающей поставленную задачу.


Сортировка расстановкой

Сортировка расстановкой наиболее простой способ сортировки. Существует несколько алгоритмов сортировки отличающихся друг от друга позволяющих уменьшить количество сравнений.

Принцип сортировки заключается в том, что алгоритм основывается на сравнении и смене мест для пары соседних элементов и продолжении этого процесса до тех пор, пока не будут упорядочены все элементы. То есть повторяются проходы по массиву и каждый раз наименьший элемент оставшейся последовательности сдвигается к левому краю массива.

#include<stdio.h>

#include<conio.h>

#include<time.h>

#include<stdlib.h>

typedef int array_type;

#define HB 1000

long locate(int *a,long n)

{

    long i,j,                           // счетчики для цикла 

        c,c2,                            // переменные для промежуточного хранения

        k=0;                            // количество операций сравнения

     for(i=0;i<n-1;i++)

  {

         c2=i;

           for(j=i+1;j<n;j++)

         {

                k++;

                if (a[c2]>a[j]) c2=j;

          }

          c=a[i];

          a[i]=a[c2];

          a[c2]=c;

   }

 return k;

}

void main()

{struct  time tstart,tend;          // Объявление процедуры подсчета времени

int mas[HB];                                                     

int i;

clrscr();

randomize();

for (i=0;i<HB;i++)

 {

 mas[i]=random(20);          // Задание массива случайными числами

 }

gettime(&tstart);

gettime(&tend);

if (tstart.ti_hund>tend.ti_hund)

{

tend.ti_hund=tend.ti_hund+100;

tend.ti_sec=tend.ti_sec-1;

}

tstart.ti_hund=tend.ti_hund-tstart.ti_hund;

if (tstart.ti_sec>tend.ti_sec)

{

tend.ti_sec=tend.ti_sec+100;

tend.ti_min=tend.ti_min-1;

}

tstart.ti_sec=tend.ti_sec-tstart.ti_sec;

tstart.ti_min=tend.ti_min-tstart.ti_min;

printf("%02d:%02d.%02d\n",tstart.ti_min,tstart.ti_sec,tstart.ti_hund);

printf("sravneniya %ld\n",kol);   // Вывод на экран количества сравнений,

printf("perestanovki %ld",k);      // времени и количества перестановок

getch();

}

В программе используются переменные:

mas[HB] – сортируемый массив произвольных целых чисел типа int.

k – количество перестановок, тип long.

i – счетчик элементов массива, тип int.

tmp – промежуточная переменная для записи элементов массива, тип int.

Сортировка с поиском минимума

Идея метода заключается в том, что находится минимальный элемент массива и меняется местами с последним элементом (с номером N). Затем, минимум ищется среди элементов с первого до предпоследнего и ставится на N-1 место, и так далее. Необходимо найти N-1 минимум.

Исходный массив А длинной N разбивается на две части: итог и остаток. Участок массива, называется итогом, располагается с начала массива и должен быть упорядоченным, а участок массива, называемый остатком, располагается вплотную за итогом и содержит числа не сортированной части исходного массива. i—последний элемент итога.

#include <conio.h>

#include <dos.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

long sortmin(int *a,long n)

{

long i,j,k=0,min;

int tmp;

for(j=0;j<n-1;j++)

{

min=j;

for(i=j;i<n;i++)

 {

 k++;

 if (a[i]<a[min]) min=i;

 }

tmp=a[j];

a[j]=a[min];

a[min]=tmp;

}

return k;

}

void textline(int n)

{

int i;

for(i=0;i<n;i++) cprintf("Ы");

printf("\n");

}

main()

{

int a[15000],b[15000];

long i,n,k1,time1,time2;

struct time t;

textmode(64);

textcolor(15);

textbackground(0);

clrscr();

randomize();

n=15;

textcolor(11);

cprintf("Исходный массив:\n\r");

for(i=0;i<n;i++)

{

a[i]=random(199)-99;

cprintf("%4d",a[i]);

}

sortmin(a,n);

textcolor(14);

cprintf("\n\n\rОтсортированный массив:\n\r");

for(i=0;i<n;i++)

cprintf("%4d",a[i]);

textcolor(10);

cprintf("\n\n\rНажмите “пробел” для продолжения.");

while (getch()!=32);

textcolor(15);

clrscr();

textcolor(13);

cprintf("Количество элементов массива \n\r");

textcolor(10);

cprintf("Количество операций сравнения в методе сортировки с поиском минимума \n\r");

textcolor(14);

cprintf("Время работы сортировки с поиском минимума\n\r");

printf("\n");

for(n=1500;n<12001;n+=1500)

{

for(i=0;i<n;i++)

 {

 a[i]=random(199)-99;

 b[i]=a[i];

 }

gettime(&t);

time1=t.ti_hour*100*60*60+t.ti_min*100*60+t.ti_sec*100+t.ti_hund;

k1=sortmin(a,n);

gettime(&t);

time2=t.ti_hour*100*60*60+t.ti_min*100*60+t.ti_sec*100+t.ti_hund;

for(i=0;i<n;i++)

 a[i]=b[i];

textcolor(13);

cprintf("%10ld ",n);

textline(n/200);

textcolor(10);

cprintf("%10ld ",k1);

textline(k1/1100000);

textcolor(14);

cprintf("%10.2f ",(time2-time1)/100.0);

textline((time2-time1)/2);

}

textcolor(9);

cprintf("\n\          Нажмите любую клавишу для выхода из программы");

getch();

}

Пример выполнения программы можно привести на сортировки массива из 3000 элементов заданных случайными числами.

Время сортировки 0.06 секунды.

Количество сравнений 4501499.

  

 

Заключение

Данные курсовой работы позволяют сравнить между собой сортировку расстановкой и сортировку с поиском минимума.

Сортировка расстановкой более проста в написании, чем сортировка с поиском минимума по времени сортировки, особенно это различие, заметно при сортировки массивов с количеством элементов более 3000. А вот по количеству операций сравнения эти два метода идут практически вместе на незначительном отличии, разница начинает чувствоваться только при количестве элементов в массиве более 4500, метод с поиском минимума проводит немного больше операций сравнения.


Библиографический список

  1.  Культин Н. C/C++ в задачах и примерах [Текст] / Н. Культин. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005.-288с.
  2.  Баринова Т.Н., Зубарева Н.М., Трапезников С.В. Информатика: Часть 1. Создание текстовых документов. Обработка данных средствами электронных таблиц [Текст] / Т.Н. Баринова, Н.М. Зубарева, С.В. Трапезников. – Красноярск: СибГТУ, 2003.-90 с.
  3.  Иванилова Т.Н. Информатика. Операционные системы и оболочки. [Текст] / Т.Н. Иванилова. – Красноярск: СибГТУ, 2003.-66 с.


Приложение

Диаграмма 2. Зависимость операций сравнения от количества элементов массива. Сплошной линией показан метод вставки, прерывистой метод расстановкой. Количество операций сравнения в тысячах на оси ординат, количество элементов массива на оси абсцисс.

Диаграмма 1. Зависимость операций сравнения от количества элементов массива. Сплошной линией показан метод вставки, прерывистой метод с поиском минимума. Количество операций сравнения в тысячах на оси ординат, количество элементов массива на оси абсцисс.

Рисунок 1. Блок-схема процедуры сортировки вставкой.

Рисунок 2. Блок-схема процедуры сортировки вставкой.


Рисунок 2.Блок-схема процедуры сортировки с поиском минимума.

ИТ.220301.013.ПЗ

Н.конт.

Пров.

Разраб.

Кузьмин Д.Н.

Зубов А.В.

№ докум.

Подп.

Дата

Лит.

3

Лист

16

Листов

СибГТУ гр.22-1

Изм.

Лист

Пояснительная записка

ИТ.220301.013.ПЗ

№ докум.

Подп.

Дата

4

Лист

Изм.

Лист

Лист

Изм.

Лист

9

ата

Подп.

№ докум.

ИТ.220301.013.ПЗ

ИТ.220301.042.ПЗ

ИТ.220301.013.ПЗ

№ докум.

Подп.

Дата

5

Лист

Изм.

Лист

ИТ.220301.013.ПЗ

№ докум.

Подп.

Дата

10

Лист

Изм.

Лист

    A[I]=A[C2]

       A[C2]=C

          I=I+1

+

-

-

-

+

+

        K=K+1

            J<N

C2=I,   J=I+1

           I<N

    K=0,    I=0

   A[C2]>A[J]

          J=J+1

ИТ.220301.013.ПЗ

№ докум.

Подп.

Дата

11

Лист

Изм.

Лист

Лист

Изм.

Лист

6

Лист

Изм.

Лист

7

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

8

Дата

Подп.

№ докум.

ИТ.220301.013.ПЗ

ИТ.654700.013.ПЗ

ИТ.220301.013.ПЗ

ИТ.220301.013.ПЗ

№ докум.

          C2=J

начало

конец

       C=A[I]

Дата

Подп.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82303. Курс на индустриализацию и ее особенности в Казахстане 33.01 KB
  В экономике Казахстана преобладало сельское хозяйство на которое приходилось 844 всей валовой продукции 90 населения проживало в сельской местности. В начале индустриализации Казахстана основное внимание было сосредоточено на комплексном восстановлении наиболее крупных и важных для того времени объектов тяжелой промышленности. В 19261939 годах население Казахстана увеличилось на 1 1335 тысяч человек появились новые города возросла численность городского населения в 24 раза. В годы индустриализации практиковалось шефство над...
82304. Процесс демократизации в Казахстане. Образование партий и движений в 80-е-90-е годы 31.19 KB
  Существовавшая ранее советская система государственного управления была полностью демонтирована коммунистическая партия перестала быть монополистом на политическом поле страны. Именно в это время начала оформляться Социальнодемократическая партия и Гражданское демократическое движение Азат. Сама Компартия к этому времени перестала быть единой. Это были партии Народный Конгресс Казахстана и Социалистическая партия Казахстана.
82305. Насильственная коллективизация сельского хозяйства и ее последствия в Казахстане 29.74 KB
  Советское правительство решило изыскать средства для индустриализации путем перекачки их из сельского хозяйства в промышленность. Советское правительство решило изыскать средства для индустриализации путем перекачки их из сельского хозяйства в промышленность. С позиции Голощекина Казахстан являлся в первую очередь аграрным регионом поэтому первоочередная задача состояла в развитии сельского хозяйства и мелкой обрабатывающей промышленности но никак не крупной.
82306. Провозглашение Независимости Республики Казахстан. Государственные символы РК 29.88 KB
  Принятие 16 декабря 1991 года Конституционного Закона РК стало Днем независимости Казахстана и обретение республикой самостоятельности. Большинство жителей Казахстана поддержало кандидатуру Н. определил Казахстан как независимое правовое демократическое государство.
82307. Политические процессы в Казахстане в 30-е годы ХХ века 29.98 KB
  Были репрессированы и физически уничтожены основатели казахской литературы – С. Подверглись репрессиям основатель казахской лингвистики А. Жубанов основатель казахской исторической школы С. представителей казахской национальной интеллигенции.
82308. Культурное строительство Казахстана в конце 80-х – нач. 90-х годов 31.27 KB
  Образование в Казахстане в 80-90-е гг. ХХ века формировалось в основном на принципах, заложенных в 30-е годы: общественный характер, бесплатность, плановость. Достижениями являлись: высокий уровень грамотности: по итогам переписи...
82309. Культурное строительство в 20-30-ые ХХ века 34.57 KB
  Момышулы Лауреатом Государственной премии СССР в 1949 году стал казахский писатель М. Казахский государственный оркестр имени Курмангазы создан в 1934 году руководителем его стал А. В январе 1926 года в Кызылорде открылся первый в республике национальный казахский театр который возглавил Ж.
82310. Развитие Казахской ССР в предвоенные годы 31.54 KB
  В 1922 году со всех руководящих постов были смещены бывшие члены партии Алаш.Голощекииа занявшего пост первого секретаря Казкрайкома партии в 1925 году.Ежова назначенного заведующим организационноинструкторским отделом Казкрайкома партии. Из посланцев партии в Казахстан были репрессированы Л.
82311. События в Новом Узени. Забастовки шахтеров Караганды 29.73 KB
  Забастовки шахтеров Караганды В июне 1989 г. Забастовки шахтеров Кузбасса в России и Донбасса в Украине в июле 1989 г. Назарбаев встретился с бастующими согласился с требованиями шахтеров и пообещал принять меры. 9 июня 1989 года началась забастовка шахтеров Карагандинского бассейна.