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

23450. История гитлерюгенда 404.5 KB
  История гитлерюгенда Введение ХХ век далеко не случайно считается эпохой тоталитаризма. У части западных историков сложилось восприятие гитлерюгенда как организации автономной от НСДАП и государственных органов Третьего Рейха. Поэтому несомненно что в большинстве своем члены гитлерюгенда свободны от вины за преступления совершенные нацистами. Но несмотря на всё это надо объективно рассматривать историческую роль гитлерюгенда так как он был организацией вполне интегрированной в политическую систему Третьего Рейха.
23451. Алфавитно-справочный перечень государей русских и замечательнейших особ их крови 4.98 MB
  АГАФИЯ великая княгиня Так некоторые известия именуют жену Всеволода II Ольговича великого князя киевского сообщая что она выдана за него в 1116 г. 189 и родила мужу сыновей –Святослава князя киевского и Ярослава князя черниговского –да еще дочь Звениславу за Болеславом IV герцогом польским. АГАФИЯ ВСЕВОЛОДОВНА великая княгиня жена по Татищеву вторая великого князя Юрия Георгия II Всеволодовича великого князя владимирского дочь Всеволода Святославича Чермного князя черниговского одно время великого князя киевского от...
23453. Древние майя. Загадки погибшей цивилизации 2.28 MB
  Древние майя. Кто создал эти колоссы Когда С какой целью Что вызвало к жизни блестящую цивилизацию майя в саном центре гиблых тропических джунглейАвтор книги на основе новейших данных о древнеамериканской истории рассматривает ряд таинственных событий далекого прошлого индейцев майя. Гуляева это древнейшие судьбы Мезоамерики важнейшего и глубоко своеобразного региона одного из первых очагов производящего хозяйства высокой и оригинальной цивилизации индейских народностей майя сапотеков нахуа. Гуляев назвал ее Древние...
23454. Георгий Константинович Жуков Воспоминания и размышления 10.56 MB
  Скоро мы узнали что в Питере 9 января 1905 года царские войска и полиция расстреляли мирную демонстрацию рабочих которая шла к царю с петицией просить лучших условий жизни. После Нижегородской ярмарки в том же году пришлось поехать на другую ярмарку в Урюпино в Область Войска Донского. Я всегда восхищался этим романтическим родом войск. От раненых мы многое узнали и в первую очередь то что наши войска очень плохо вооружены.
23455. Третий Рим 14.12 MB
  Ведь ему известно что русские были сторонниками христианской Византии и противниками мусульманской Турции. Следуя тезису о богоустановленном единстве всего христианского мира Филофей доказывал что первым мировым центром был Рим старый за ним Рим новый –Константинополь а в последнее время на их месте стал третий Рим –Москва. Не надо думать что это какаято гипербола или метафора. Филофей ясно подчеркивает что речь идет об объединении всех христианских царств под властью великого князя Василия.
23456. ПРАВДА ВИКТОРА СУВОРОВА 3.84 MB
  Он гласит: СССР всегда последовательно боролся за мир. Смена статуса сталинского СССР с жертвы и освободителя на статус палача и агрессора тяжело дается даже людям не испытывающим симпатий к сталинизму. Даже если они специалисты по истории СССР. И тем более если они советские специалисты по военной истории СССР.
23457. Красные партизаны Украины 1941-1944 3.2 MB
  На обложке: Целлюлознобумажная фабрика сожжённая партизанами соединения им. Коротченко в верхнем ряду второй слева с партизанами Тернопольского соединения им. Соединения партизан которые посылали в эти регионы чтобы они с помощью агитации получали поддержку выслеживались и уничтожались 11. ИЗ ОПЕРАТИВНОГО ОТЧЁТА КОМАНДИРА СУМСКОГО ПАРТИЗАНСКОГО СОЕДИНЕНИЯ С.
23458. Муса Джалиль 60 KB
  2002 Залилов Джалиль Муса Мустафович 15. Мир и мировая литература знает много поэтов обессмертивших свои имена неувядаемой славой но таких как поэтгерой Муса Джалиль увековечивших свое имя и бессмертными творениями и смертью которая сама является подвигом не так уж много. Вот они: великий Байрон славный поэт Венгрии Петефи герой Юлиус Фучик и наконец Муса Джалиль .