数据结构排序算法实验报告c语言

题目描述

设计并实现一个管理系统（学生管理、图书管理、产品管理等等），系统中需包含1000条以上的记录，系统至少包含以下功能：
(1) 自动生成记录信息（或者从文件中读取）；
(2) 逐条显示所有记录信息；
(3) 利用时间复杂度O(n2)的排序算法（例如直接插入排序或者折半插入排序）按照关键字进行排序；
(4) 利用时间复杂度O(nlogn)的排序算法（例如快速排序）按照关键字进行排序；
(5) 程序中统计（3）和（4）的算法在数据正序、逆序、乱序情况下的比较次数与移动次数并输出，在报告中对比较次数与移动次数进行分析。

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#define MAX 1005
struct student
{
	int num;//学号
	char name[5];//名字
	int grade;//成绩
}a[2000], b[2000], c[2000], d[2000], e[2000], f[2000], g[2000], h[2000];
int stunum;    //学生总数
int bijiao1, yidong1;
int bijiao2 = 0, yidong2 = 0;//乱序
int bijiao22 = 0, yidong22 = 0;//逆序
void apply1(student *a, student *b)
{
	for (int i = 0; i < stunum; i++) 
	{
		a[i].num = b[i].num;
		strcpy(a[i].name, b[i].name);
		a[i].grade = b[i].grade;
	}
}
void apply2(student *a, student *b)
{
	for (int i = 1; i <= stunum; i++) 
	{
		a[i].num = b[i].num;
		strcpy(a[i].name, b[i].name);
		a[i].grade = b[i].grade;
	}
}

void Bubblesort(student* a)//乱序冒泡排序 
{
	
	for (int i = 1; i < stunum; i++)
	{
		for (int j = 0; j < stunum - i; j++)
		{
			bijiao1++;
			if (a[j].grade < a[j + 1].grade)
			{
				student tt = a[j];
				a[j] = a[j + 1];
				a[j + 1] = tt;
				yidong1 += 2;
			}
			else if (a[j].grade == a[j + 1].grade)
			{
				bijiao1++;
				if (a[j].num > a[j + 1].num)
				{
					student tt = a[j];
					a[j] = a[j + 1];
					a[j + 1] = tt;
					yidong1 += 2;
				}
				else if (a[j].num == a[j + 1].num)
				{
					bijiao1++;
					if (strcmp(a[j].name, a[j + 1].name)>0)
					{
						student tt = a[j];
						a[j] = a[j + 1];
						a[j + 1] = tt;
						yidong1 += 2;
					}
				}
			}
		}
	}
	
	
}
void BubbleSortReverse(student* a)//逆序冒泡排序 
{
	int cmp = 0;
	int mov = 0;
	for (int i = 1; i < stunum; i++)
	{
		for (int j = 0; j < stunum - i; j++)
		{
			cmp++;
			if (a[j].grade > a[j + 1].grade)
			{
				student tt = a[j];
				a[j] = a[j + 1];
				a[j + 1] = tt;
				mov += 2;
			}
			else if (a[j].grade == a[j + 1].grade)
			{
				cmp++;
				if (a[j].num > a[j + 1].num)
				{
					student tt = a[j];
					a[j] = a[j + 1];
					a[j + 1] = tt;
					mov += 2;
				}
				else if (a[j].num == a[j + 1].num)
				{
					cmp++;
					if (strcmp(a[j].name, a[j + 1].name)>0)
					{
						student tt = a[j];
						a[j] = a[j + 1];
						a[j + 1] = tt;
						mov += 2;
					}
				}
			}
		}
	}
	printf("序号       学生学号        学生姓名       学生成绩\n");
	for (int i = 0; i < stunum; i++)
		printf("%d\t     %d\t     %s\t      %d\n", i + 1, a[i].num, a[i].name, a[i].grade);
	printf("逆序冒泡排序比较的次数：%d\n", cmp);
	printf("逆序冒泡排序比较的次数：%d\n", mov);
}

void QuickSort(student* k, int begin, int end)//乱序快速排序 
{
	student q;
	if (begin > end)
		return;
	student tmp=k[begin];
	int i = begin;
	int j = end;
	while (i != j)
	{
		while (k[j].grade <= tmp.grade && j > i)
		{
			bijiao2++;
			if (k[j].grade == tmp.grade && k[j].num < tmp.num)break;
			j--;
		}
		while (k[i].grade >= tmp.grade && j > i)
		{
			bijiao2++;
			if (k[i].grade == tmp.grade && k[i].num > tmp.num)break;
			i++;
		}
		if (j > i)
		{
			yidong2 += 2;
			q = k[i];
			k[i] = k[j];
			k[j] = q;
		}
	}
	k[begin] = k[i];
	k[i] = tmp;
	QuickSort(k, begin, i - 1);
	QuickSort(k, i + 1, end);
}
void QuickSortReverse(student* k, int begin, int end)//逆序快速排序 
{
	student q;
	if (begin > end)
		return;
	student tmp = k[begin];
	int i = begin;
	int j = end;
	while (i != j)
	{
		while (k[j].grade >= tmp.grade && j > i)
		{
			bijiao22++;
			if (k[j].grade == tmp.grade && k[j].num > tmp.num)break;
			j--;
		}
		while (k[i].grade <= tmp.grade && j > i)
		{
			bijiao22++;
			if (k[i].grade == tmp.grade && k[i].num < tmp.num)break;
			i++;
		}
		if (j > i)
		{
			yidong22 += 2;
			q = k[i];
			k[i] = k[j];
			k[j] = q;
			
		}
	}
	k[begin] = k[i];
	k[i] = tmp;
	QuickSortReverse(k, begin, i - 1);
	QuickSortReverse(k, i + 1, end);
}
int main()
{
	printf( "				<<学生管理系统>>\n" );
	printf( "请输入需要生成的学生信息数量：\n");
	scanf("%d", &stunum);
	printf( "显示生成的学生信息:\n");
	printf("序号       学生学号        学生姓名       学生成绩\n");
	srand((unsigned)time(NULL));
	for (int i = 0; i < stunum; i++)
	{
		a[i].num = rand() % (901) + 100;
		a[i].name[0] = rand() % 26 + 'a';
		a[i].name[1] = rand() % 26 + 'a';
		a[i].name[2] = rand() % 26 + 'a';
		a[i].grade = rand() % 101;
		printf("%d\t     %d\t     %s\t      %d\n", i + 1, a[i].num, a[i].name, a[i].grade);
		b[i + 1].num = a[i].num;
		b[i + 1].name[0] = a[i].name[0];
		b[i + 1].name[1] = a[i].name[1];
		b[i + 1].name[2] = a[i].name[2];
		b[i + 1].grade = a[i].grade;
	}
	int choice = -1;
	while (choice != 0)
	{
		printf( "----------------------------------------\n") ;
		printf("请选择想要进行的操作：\n");
		printf("1、乱序冒泡排序\n" );
		printf("2、乱序快速排序\n" );
		printf("3、正序冒泡排序\n" );
		printf("4、正序快速排序\n" );
		printf("5、逆序冒泡排序\n") ;
		printf("6、逆序快速排序\n" );
		printf("0、退出排序操作\n" );
		printf("----------------------------------------\n" );
		scanf("%d", &choice);
		switch (choice)
		{
		case 1:
			apply1(c, a);
			Bubblesort(c);
			printf("序号       学生学号        学生姓名       学生成绩\n");
			for (int i = 0; i < stunum; i++)
				printf("%d\t     %d\t     %s\t      %d\n", i + 1, c[i].num, c[i].name, c[i].grade);
			printf("乱序冒泡排序比较的次数：%d\n", bijiao1);
			printf("乱序冒泡排序移动的次数：%d\n", yidong1);
			break;
		case 2:
			apply2(d, b);
			QuickSort(d, 1, stunum);
			printf("序号       学生学号        学生姓名       学生成绩\n");
			for (int i = 1; i <= stunum; i++)
				printf("%d\t     %d\t     %s\t      %d\n", i, d[i].num, d[i].name, d[i].grade);
			printf("乱序快速排序比较的次数：%d\n", bijiao2); 
			printf( "乱序快速排序移动的次数：%d\n" ,yidong2 );
			break;
		case 3:
			apply1(e, a);
			Bubblesort(e);
			printf("序号       学生学号        学生姓名       学生成绩\n");
			for (int i = 0; i < stunum; i++)
				printf("%d\t     %d\t     %s\t      %d\n", i + 1, e[i].num, e[i].name, e[i].grade);
			printf("正序冒泡排序比较的次数：%d\n", bijiao1);
			printf("正序冒泡排序移动的次数：%d\n", yidong1);
			break;
		case 4:
			apply2(f, b);
			QuickSort(f, 1, stunum);
			printf("序号       学生学号        学生姓名       学生成绩\n");
			for (int i = 1; i <= stunum; i++)
				printf("%d\t     %d\t     %s\t      %d\n", i , f[i].num, f[i].name, f[i].grade);
			printf( "正序快速排序比较的次数：%d\n" , bijiao2);
			printf( "正序快速排序移动的次数：%d\n" , yidong2);
			break;
		case 5:
			apply1(g, a);
			BubbleSortReverse(g);
			break;
		case 6:
			apply2(h, b);
			QuickSortReverse(h, 1, stunum);
			printf("序号       学生学号        学生姓名       学生成绩\n");
			for (int i = 1; i <= stunum; i++)
				printf("%d\t     %d\t     %s\t      %d\n", i , h[i].num, h[i].name, h[i].grade);
			printf( "逆序快速排序比较的次数：%d\n" , bijiao22);
			printf( "逆序快速排序移动的次数：%d\n" , yidong22);
			break;
		case 0:
			exit(100);
			break;
		}
	}
	system("pause");
}



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