20182332 《数据结构与面向对象程序设计》实验七报告

20182332 《数据结构与面向对象程序设计》实验七报告

课程：《程序设计与数据结构》
班级： 1823
姓名： 盛国榕
学号：20182332
实验教师：王志强
实验日期：2019年10月28日
必修/选修： 必修

1.实验内容：

• 定义一个Searching和Sorting类，并在类中实现linearSearch,SelectionSort方法，最后完成测试。要求不少于10个测试用例，提交测试用例设计情况（正常，异常，边界，正序，逆序），用例数据中要包含自己学号的后四位提交运行结果图。
• 重构你的代码把Sorting.java Searching.java放入 cn.edu.besti.cs1823.（姓名首字母+四位学号） 包中（例如：cn.edu.besti.cs1823.G2301），把测试代码放test包中重新编译，运行代码，提交编译，运行的截图（IDEA，命令行两种）
• 参考http://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4715035.html ，学习各种查找算法并在Searching中补充查找算法并测试，提交运行结果截图。
• 补充实现课上讲过的排序方法：希尔排序，堆排序，二叉树排序等(至少3个)，测试实现的算法（正常，异常，边界）提交运行结果截图（如果编写多个排序算法，即使其中三个排序程序有瑕疵，也可以酌情得满分）
• 编写Android程序对实现各种查找与排序算法进行测试，提交运行结果截图，推送代码到码云（选做，加分）。

2.实验过程及结果：

实验内容整理：

• 冒泡排序：
  • 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两 个；
  • 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，这样在最后的元素应该会是最大的数；
  • 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
  • 重复步骤1~3，直到排序完成。
    
• 选择排序：
  • 初始状态：无序区为R[1..n]，有序区为空；
  • 第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时，当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n）。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录R[k]，将它与无序区的第1个记录R交换，R[1..i]和R[i+1..n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区；
  • n-1趟结束，数组有序化了。
    
• 插入排序：
  • 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序；
  • 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描；
  • 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置；
  • 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置；
  • 将新元素插入到该位置后；
  • 重复步骤2~5。
    
• 希尔排序：
  • 选择一个增量序列t1，t2，…，tk，其中ti>tj，tk=1；
  • 按增量序列个数k，对序列进行k 趟排序；
  • 每趟排序，根据对应的增量ti，将待排序列分割成若干长度为m 的子序列，分别对各子表进行直接插入排序。仅增量因子为1 时，整个序列作为一个表来处理，表长度即为整个序列的长度。
    
• 归并排序：
  • 把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列；
  • 对这两个子序列分别采用归并排序；
  • 将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。
    
• 快速排序：
  • 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；
  • 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
  • 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
    
• 基数排序：
  • 取得数组中的最大数，并取得位数；
  • arr为原始数组，从最低位开始取每个位组成radix数组；
  • 对radix进行计数排序（利用计数排序适用于小范围数的特点）；
    

实验结果：

实验过程中遇到的问题和解决过程

• 归并排序去缺点分析：
  • 归并排序是多次将两个或两个以上的有序表合并成一个新的有序表。最简单的归并是直接将两个有序的子表合并成一个有序的表。
  • 归并排序是一种非就地排序，将需要与待排序序列一样多的辅助空间。缺点：不适用于数据量大的数据。

感想

几种排序各有优缺点，自己还有很大不足。

参考文献

• Java实现二叉树的前序、中序、后序、层序遍历（非递归方法）

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》

• 《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导
• 各种排序算法的优缺点

• 十大经典排序算法