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

60090. Сценарий литературного праздника по творчеству С. Я. Маршака 97.5 KB
  Цель: в игровой форме вспомнить и повторить произведения С.Я. Маршака; пробудить интерес к его творчеству; учить воспринимать содержание произведений; прививать интерес к чтению книг; развивать воображение...
60091. Срібна ниточка поміж берегами 77.5 KB
  В народі говорять: Яка мама така і доня. Отже доня це маленька мама яка запам’ятовує всі накази дорослої мами. Під ясними вітрилами любові і добра У подорож далеку запрошую вас я На океанських крилах донести хочем ми Одвічну шану матері заступниці рідні...
60092. Урок – свято «Великодні дзвони» 48 KB
  Найбільшим святом весни є Великдень. Цього дня воскрес Ісус Христос. До цього свята готуються заздалегідь. Неділю перед Великоднем називають Вербною. Перші «котики» верби - символ пробудження природи.
60093. Загальношкільна лінійка «Збережи де живеш, де стоїш…» 53.5 KB
  Учень 1: Кожної весни земля цього благодатного краю вкривається барвистим килимом рослин дає притулок різним живим істотам. Учень 2: З давніх здавен як тільки виникли рослини на землі почали вони змагатися між собою за кращі умови освітленості вологи живлення.
60094. Запобігання торгівлі людьми 31 KB
  Мета: надати учням інформацію про явища торгівлі людьми (дітьми), зовнішні та внутрішні причини виникнення даної проблеми; про те, які права порушуються в ситуації торгівлі людьми.
60095. Внеклассное мероприятие по химии Что? Где? Когда? 53 KB
  Команды придумывают себе название делают эмблему выбирают капитана капитан координирует и направляет игру команды. Ход проведения мероприятия: Ведущий Приветствует команды зрителей представляет жюри. Приветствие команд представляют эмблему комментируют название команды приветствуют команду соперника Разминка Вопросы к...
60096. НА РУШНИКУ ХАЙ ДОЛЯ КВІТНЕ 51.5 KB
  Мета: розширити знання студентів про різновиди українського рушника та народні традиції пов’язані з ним; розвивати творчі здібності студентів; виховувати любов до традицій свого народу заохочувати студентів до вивчення української народної культури.
60097. Свято останнього дзвоника в школі 56 KB
  До присутніх звертаються учні 10 класу читають вірші. Ведуча: 10 клас Коли весна травневим ранком Бентежить в жилах юну кров На свято школи урочисте Усі збираємося знов. Ведучий: 10 клас Шкільне подвір’я забуяло цвітом.
60098. Усний журнал КИМ БУТИ? 58.5 KB
  Ким же я стану Сьогодні ми проведемо усний журнал ‘’КИМ БУТИ’’ Яку відповідь на це запитання знайшов наш гість ми зараз послухаємо на першій сторінці яка має назву І сторінка – ЦІКАВА ЗУСТРІЧ В гості до нас прийшов щоб розповісти про власний вибір професії Лауреат премії ім. Усі професії потрібні і важливі. Будівельник показую малюнок і слова МАЛЯР МУЛЯР...