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头歌作业之排序1、2、3、4_第1关:选择排序

第1关:选择排序

(PS:直接拿的友友zy的)

一个不知名大学生,江湖人称菜狗
original author: jacky Li
Email : 3435673055@qq.com

Time of completion:2023.1.1
Last edited: 2023.1.1

目录

(PS:直接拿的友友的)

排序1

第1关:简单选择排序算法

任务描述

相关知识

编程要求

测试说明

参考代码

 第2关:直接插入排序实现

任务描述

相关知识

编程要求

测试说明

参考代码

 第3关:折半插入排序实现

任务描述

相关知识

编程要求

测试说明

参考代码

排序2

第1关:希尔排序实现

任务描述

编程要求

测试说明

参考代码

 第2关:冒泡排序算法实现

任务描述

编程要求

测试说明

参考代码

排序3

第1关:快速排序算法实现

任务描述

编程要求

测试说明

参考代码

第2关:选择排序算法实现

任务描述

编程要求

测试说明

参考代码

排序4

第1关:堆排序算法实现

任务描述

编程要求

测试说明

参考代码

第2关:二路归并算法实现

任务描述

编程要求

测试说明

参考代码

作者有言


排序1

第1关:简单选择排序算法

任务描述

本关任务:试以单链表为存储结构,实现简单选择排序算法。

相关知识

为了完成本关任务,你需要掌握:链表的相关操作和掌握选择排序算法。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码。

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. #define OK 1;
  4. typedef struct Node
  5. {
  6. int data;
  7. struct Node *next;
  8. }Node,*LinkedList;
  9. int LinkCreate(LinkedList &head)
  10. {
  11. int i=0,n;
  12. LinkedList p,rear;
  13. head = new Node;
  14. head->next = NULL;
  15. rear=head;
  16. cin>>n;
  17. while(i<n)
  18. {
  19. i++;
  20. p=new Node;
  21. cin>>p->data;
  22. p->next=NULL;
  23. rear->next=p; //将新结点链入到尾部
  24. rear=p; //新结点变成新的尾部
  25. }
  26. return OK;
  27. }
  28. void LinkedListSelectSort(LinkedList head)
  29. //本算法一趟找出一个关键字最小的结点,其数据和当前结点进行交换;若要交换指针,则须记下
  30. //当前结点和最小结点的前驱指针
  31. {
  32. //###### Begin ######
  33. LinkedList p, q, min;
  34. p = head;
  35. while(p->next) {
  36. q = p->next;
  37. min = q;
  38. while(q) {
  39. if(q->data < min->data) {
  40. min = q; //min指向数据元素最小的结点
  41. }
  42. q = q->next;
  43. }
  44. for(q = p; q->next != min; q = q->next); //q指针指向min指针的前一个
  45. q->next = min->next;
  46. min->next = p->next; //min指向的结点插入到p指针后面
  47. p->next = min;
  48. p = p->next; //p指针后移一位
  49. }
  50. // ###### End ######
  51. }
  52. void LinkOut(LinkedList head) //对链表的输出
  53. {
  54. LinkedList p;
  55. p=head->next;
  56. while(p!=NULL)
  57. {
  58. cout<<p->data<<" ";
  59. p=p->next;
  60. }
  61. cout<<endl;
  62. }
  63. int main()
  64. {
  65. LinkedList head;
  66. if(LinkCreate(head))
  67. cout<<"创建成功"<<endl;
  68. LinkedListSelectSort(head);
  69. LinkOut(head);
  70. }

 第2关:直接插入排序实现

任务描述

本关任务:编写函数实现直接插入排序算法

相关知识

为了完成本关任务,你需要掌握:直接插入排序的算法思想。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void InsertSort(SqList &L)
  22. {
  23. //###### Begin ######
  24. for(int i=1;i<=L.length;i++)
  25. {
  26. for(int j=i+1;j<=L.length;j++)
  27. {
  28. if(L.r[i]>=L.r[j])
  29. {
  30. swap(L.r[i],L.r[j] );
  31. }
  32. }
  33. }
  34. // ###### End ######
  35. }
  36. void ListOut(SqList L)
  37. {
  38. int i;
  39. for(i=1;i<=L.length;i++)
  40. cout<<L.r[i]<<" ";
  41. cout<<endl;
  42. }
  43. int main()
  44. {
  45. SqList L;
  46. if(ListCreate(L))
  47. cout<<"创建成功\n";
  48. InsertSort(L);
  49. ListOut(L);
  50. }

 第3关:折半插入排序实现

任务描述

本关任务:编写函数实现折半插入排序算法。

相关知识

为了完成本关任务,你需要掌握:折半插入排序算法。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

测试输入:

5 (数字个数)

3 9 5 8 7 (数字序列)

预期输出:

创建成功

3 5 7 8 9

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void BInsertSort( SqList &L )
  22. {
  23. //###### Begin ######
  24. int i,j;
  25. for(i = 2;i<=L.length;i++)
  26. {//如果遍历到的确实比前半部分最后一个大,插到尾部即可
  27. if(L.r[i]<L.r[i-1])
  28. {
  29. L.r[0] = L.r[i];//把r[0]作为哨兵,记录要执行此次插入的数据
  30. L.r[i] = L.r[i-1];//把i位置的数据换成i-1的数据,即已经使得前部分的数量+1
  31. //i-1位置的数据现在被记录到了第i个位置,本身存在无意义,可以理解为空出一个位置,看这个位置能不能插
  32. for(j=i-2;L.r[0]<L.r[j];--j)
  33. { //这个循环是为了把要插入的空位置找到合适的地方
  34. //j+1=i-1
  35. L.r[j+1]=L.r[j];
  36. }
  37. //这个循环结束后肯定能找到合适的位置
  38. L.r[j+1]=L.r[0];
  39. }
  40. }
  41. // ###### End ######
  42. } // BInsertSort
  43. void ListOut(SqList L)
  44. {
  45. int i;
  46. for(i=1;i<=L.length;i++)
  47. cout<<L.r[i]<<" ";
  48. cout<<endl;
  49. }
  50. int main()
  51. {
  52. SqList L;
  53. if(ListCreate(L))
  54. cout<<"创建成功\n";
  55. BInsertSort( L );
  56. ListOut(L);
  57. }

排序2

第1关:希尔排序实现

任务描述

本关任务:编写一个能实现希尔排序算法的函数。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void ShellInsert(SqList &L,int dk)
  22. {
  23. //###### Begin ######
  24. int i,j;
  25. //从dk+1开始
  26. for(i=dk+1 ; i<=L.length;i++)
  27. {
  28. //从当前下标向前 与同一小组的数据进行比较,如果前面数据大,就把前面数据赋值给当前位置
  29. if( L.r[i] <L.r[i-dk] )//同一组元素中前一个相比较
  30. {
  31. L.r[0]=L.r[i];//暂存哨兵
  32. for(j=i-dk; j>0 &&(L.r[0]<L.r[j] ) ; j-=dk )
  33. {
  34. //后移
  35. L.r[j+dk]=L.r[j];
  36. }
  37. //插入位置
  38. L.r[j+dk]=L.r[0];
  39. }
  40. }
  41. // ###### End ######
  42. }
  43. void ShellSort(SqList &L,int dlta[ ],int t) //按增量序列dlta[0…t-1]对顺序表L作Shell排序
  44. {
  45. for(int k=0;k<t;++k)
  46. ShellInsert(L,dlta[k]);//增量为dlta[k]的一趟插入排序
  47. } // ShellSort
  48. void ListOut(SqList L)
  49. {
  50. int i;
  51. for(i=1;i<=L.length;i++)
  52. cout<<L.r[i]<<" ";
  53. cout<<endl;
  54. }
  55. int main()
  56. {
  57. SqList L;
  58. int dlta[3]={5,3,1};
  59. if(ListCreate(L))
  60. cout<<"创建成功\n";
  61. ShellSort( L,dlta,3 );
  62. ListOut(L);
  63. }

 第2关:冒泡排序算法实现

任务描述

本关任务:编写一个能实现希尔排序算法的函数。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void ShellInsert(SqList &L,int dk)
  22. {
  23. //###### Begin ######
  24. int i,j;
  25. //从dk+1开始
  26. for(i=dk+1 ; i<=L.length;i++)
  27. {
  28. //从当前下标向前 与同一小组的数据进行比较,如果前面数据大,就把前面数据赋值给当前位置
  29. if( L.r[i] <L.r[i-dk] )//同一组元素中前一个相比较
  30. {
  31. L.r[0]=L.r[i];//暂存哨兵
  32. for(j=i-dk; j>0 &&(L.r[0]<L.r[j] ) ; j-=dk )
  33. {
  34. //后移
  35. L.r[j+dk]=L.r[j];
  36. }
  37. //插入位置
  38. L.r[j+dk]=L.r[0];
  39. }
  40. }
  41. // ###### End ######
  42. }
  43. void ShellSort(SqList &L,int dlta[ ],int t) //按增量序列dlta[0…t-1]对顺序表L作Shell排序
  44. {
  45. for(int k=0;k<t;++k)
  46. ShellInsert(L,dlta[k]);//增量为dlta[k]的一趟插入排序
  47. } // ShellSort
  48. void ListOut(SqList L)
  49. {
  50. int i;
  51. for(i=1;i<=L.length;i++)
  52. cout<<L.r[i]<<" ";
  53. cout<<endl;
  54. }
  55. int main()
  56. {
  57. SqList L;
  58. int dlta[3]={5,3,1};
  59. if(ListCreate(L))
  60. cout<<"创建成功\n";
  61. ShellSort( L,dlta,3 );
  62. ListOut(L);
  63. }

排序3

第1关:快速排序算法实现

任务描述

本关任务:编写一个能实现希尔排序算法的函数。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void QSort(SqList &L,int low, int high)
  22. {
  23. //###### Begin ######
  24. if(low>=high) return ;
  25. int i=low-1 ,j =high+1 , mid = L.r[low + high >>1];
  26. while(i<j)
  27. {
  28. do i++ ;while(L.r[i]<mid);
  29. do j-- ; while(L.r[j]>mid);
  30. if(i<j)
  31. swap(L.r[i],L.r[j]);
  32. }
  33. QSort(L,low, j);
  34. QSort(L,j+1,high);
  35. // ###### End ######
  36. }
  37. void ListOut(SqList L)
  38. {
  39. int i;
  40. for(i=1;i<=L.length;i++)
  41. cout<<L.r[i]<<" ";
  42. cout<<endl;
  43. }
  44. int main()
  45. {
  46. SqList L;
  47. if(ListCreate(L))
  48. cout<<"创建成功\n";
  49. QSort(L,1,L.length);
  50. ListOut(L);
  51. return 0;
  52. }

第2关:选择排序算法实现

任务描述

本关任务:编写一个能实现希尔排序算法的函数。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void SelectSort(SqList &L)
  22. {
  23. //###### Begin ######
  24. int i,j,min;//min存储L.r[i...n]中最小值的下标
  25. for(i=1;i<L.length;i++)
  26. {
  27. min=i;
  28. for(j=i+1;j<=L.length;j++)
  29. {
  30. if(L.r[j]<L.r[min])
  31. min=j;
  32. }
  33. if(min!=i)//如果min较比初值发生变化,则交换
  34. {
  35. L.r[0]=L.r[i];
  36. L.r[i]=L.r[min];
  37. L.r[min]=L.r[0];
  38. }
  39. }
  40. // ###### End ######
  41. }
  42. void ListOut(SqList L)
  43. {
  44. int i;
  45. for(i=1;i<=L.length;i++)
  46. cout<<L.r[i]<<" ";
  47. cout<<endl;
  48. }
  49. int main()
  50. {
  51. SqList L;
  52. if(ListCreate(L))
  53. cout<<"创建成功\n";
  54. SelectSort(L);
  55. ListOut(L);
  56. return 0;
  57. }

排序4

第1关:堆排序算法实现

任务描述

本关任务:编写一个能实现希尔排序算法的函数。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void HeapAdjust(SqList &H,int s,int m)
  22. {//从H中调整下标s的位置 一共M个元素
  23. int j;
  24. int rc;
  25. rc=H.r[s];//将要移动的元素 暂存
  26. //暂存堆顶r[s]到rc
  27. for(j=2*s ; j<=m; j*=2)//2*s是左孩子
  28. {
  29. //如果左孩子<右孩子
  30. if(j<m && H.r[j]<H.r[j+1] )//横比,j初值指向左孩子
  31. {
  32. ++j;//就指向右孩子
  33. }//如果右孩子大于左孩子,j指向右孩子,j指示关键字较大位置
  34. if(rc>=H.r[j])//如果基准值大于等于j的key
  35. break;//纵比,如果…,定位成功
  36. H.r[s]=H.r[j];//指向当前结点的左孩子
  37. s=j;//
  38. //否则,r[j]上移到s,s变为j, 然后j*=2,进入下一层
  39. }
  40. H.r[s]=rc;//插入
  41. // 将调整前的堆顶记录rc到位置s中
  42. }
  43. void HeapSort(SqList &H)
  44. {
  45. int i;
  46. int temp;
  47. for(i=H.length/2 ;i>0;--i)//建堆
  48. {
  49. HeapAdjust(H,i,H.length);
  50. }
  51. for(i=H.length ;i>1;--i)
  52. {
  53. //交换r[1]和r[i]
  54. temp=H.r[i];
  55. H.r[i]=H.r[1];
  56. H.r[1]=temp;
  57. HeapAdjust(H,1,i-1); //调整,使得1~i-1符合堆的定义
  58. }
  59. }
  60. void ListOut(SqList L)
  61. {
  62. int i;
  63. for(i=1;i<=L.length;i++)
  64. cout<<L.r[i]<<" ";
  65. cout<<endl;
  66. }
  67. int main()
  68. {
  69. SqList L;
  70. if(ListCreate(L))
  71. cout<<"创建成功\n";
  72. HeapSort(L);
  73. ListOut(L);
  74. return 0;
  75. }

第2关:二路归并算法实现

任务描述

本关任务:编写一个能实现希尔排序算法的函数。

编程要求

根据提示,在右侧编辑器补充代码

测试说明

平台会对你编写的代码进行测试:

参考代码

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. # define MAXSIZE 20 //设记录不超过20个
  4. # define OK 1;
  5. typedef struct { //定义顺序表的结构
  6. int r[MAXSIZE+1]; //存储顺序表的向量 r[0]一般作哨兵或缓冲区
  7. int length ; //顺序表的长度
  8. }SqList;
  9. int ListCreate(SqList &L)
  10. {
  11. int i=1,n;
  12. cin>>n;
  13. while(i<=n)
  14. {
  15. cin>>L.r[i];
  16. i++;
  17. }
  18. L.length=n;
  19. return OK;
  20. }
  21. void RedCopy(int &r1,int r2)
  22. {
  23. //复制元素r2到r1
  24. r1=r2;
  25. }
  26. void Merge(int R[],int T[],int low,int mid,int high)
  27. {
  28. //###### Begin ######
  29. //将相邻有序序列R[low..mid]和R[mid+1..high]归并为T[low..high]
  30. int i=low,j=mid+1,k=low; //ijk各遍历一序列
  31. while(i<=mid&&j<=high)
  32. {
  33. //选择两子序列中当前小的填入T[k]
  34. if(R[i]<=R[j])
  35. RedCopy(T[k++],R[i++]);
  36. else
  37. RedCopy(T[k++],R[j++]);
  38. }
  39. while(i<=mid) //剩余段复制到T
  40. RedCopy(T[k++],R[i++]);
  41. while(j<=high)
  42. RedCopy(T[k++],R[j++]);
  43. for(i=low;i<=high;i++) //将合并完的T复制到R 以便下次归并时用
  44. RedCopy(R[i],T[i]);
  45. // ###### End ######
  46. }
  47. void MSort(int R[],int T[],int low,int high)
  48. {
  49. //###### Begin ######
  50. /*归并排序
  51. 若序列为1直接填入T即可,否则,将元序列一分为二,左右两侧子
  52. 序列递归排序 最后调用归并函数进行归并 将R[low..high]归并排
  53. 序到T[low..high] 下标不变*/
  54. int mid;
  55. if(low==high)
  56. RedCopy(T[low],R[low]);
  57. else
  58. {
  59. mid=(low+high)/2;
  60. MSort(R,T,low,mid); //递归排序到临时数组
  61. MSort(R,T,mid+1,high);
  62. Merge(R,T,low,mid,high); //归并到目标数组
  63. }
  64. // ###### End ######
  65. }
  66. void MergeSort(SqList &L)
  67. {
  68. //###### Begin ######
  69. //归并排序 递归实现
  70. int *T; //临时数组
  71. if(!(T=(int *)malloc((L.length+1)*sizeof(int ))))
  72. exit(0);
  73. MSort(L.r,T,1,L.length);
  74. free(T);
  75. T=NULL;
  76. // ###### End ######
  77. }
  78. void ListOut(SqList L)
  79. {
  80. int i;
  81. for(i=1;i<=L.length;i++)
  82. cout<<L.r[i]<<" ";
  83. cout<<endl;
  84. }
  85. int main()
  86. {
  87. SqList L;
  88. if(ListCreate(L))
  89. cout<<"创建成功\n";
  90. MergeSort(L);
  91. ListOut(L);
  92. return 0;
  93. }

作者有言

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