#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
#define MAX_NUM 32768
typedef int ElemType;//元素类型
typedef struct
{
ElemType key;
} KeyType;//关键字的类型
typedef struct
{
KeyType R[MAX_NUM+1];
int length;
}*orderList,Node;
int compareTimes;//比较次数
int moveTimes;//移动次数
orderList init_orderList()
{
orderList l=(orderList)malloc(sizeof(Node));
l->length=0;
// printf("顺序表初始化成功");
return l;
}
//随机产生一些数字
int produce_randomNum(orderList l)
{
srand(time(0));
int n,m,a,i;
printf("随机产生1-m范围的 n个数:\n");
scanf("%d %d",&m,&n);//产生n个1-m之间的数字
for(i=1; i<=n; i++)
{
a=rand()%m+1;
//printf("%d ",a);
l->R[++l->length].key=a;
}
return n;
}
//打印所有数字
void print_orderList(orderList l)
{
int i;
for(i=1; i<=l->length; i++)
printf("%d ",l->R[i].key);
printf("\n");
}
//逆序
void reverse(orderList l)
{
int i;
orderList l1=init_orderList();
for(i=1; i<=l->length; i++)
l1->R[i].key=l->R[i].key;
for(i=1; i<=l->length; i++)
{
l->R[i].key=l1->R[l->length-i+1].key;
// printf("%d ",l1->R[i].key);
}
//printf("逆序输出:\n");
//print_orderList(l);
}
//插入排序ElemType
void insertSort(orderList l)
{
int i,j;
int signal;
compareTimes=moveTimes=0;
for(i=2; i<=l->length; i++) //从第二个数开始依次与前面的数字比较
{
signal=l->R[i].key;//当前结点作为标志结点
j=i-1;
while(j>=1)//从当前结点下一个开始与标志结点比较
{
compareTimes++;
if(l->R[j].key>signal)//大于标志结点,结点后移
{
moveTimes++;
l->R[j+1]=l->R[j];
j--;
}
if(l->R[j].key<=signal)//小于标志结点,结束
break;
}
moveTimes++;
l->R[j+1].key=signal;//第j+1个结点标志结点
}
printf("插入排序结果:\n");
print_orderList(l);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
}
//希尔排序
void shellSort(orderList l)
{
compareTimes=moveTimes=0;
int gap,i,j;
ElemType temp;
for(gap=l->length/2; gap>0; gap/=2)
{
for(i=gap; i<=l->length; i++) //从每组最后开始进行插入排序
{
j=i;
temp=l->R[j].key;//标志为当前组的最后一个
while(j-gap>=1&&l->R[j-gap].key>temp)//j-gap为本组前一个数,本组还有数字并且本组当前数字大于标志数
{
compareTimes++;
l->R[j]=l->R[j-gap];
moveTimes++;
j=j-gap;
}
compareTimes++;
//本组当前数字小于标志数字
l->R[j].key=temp;
moveTimes++;
}
}
printf("希尔排序结果:\n");
print_orderList(l);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
}
//冒泡排序
void buddleSort(orderList l)
{
compareTimes=moveTimes=0;
int i,j,flag;
KeyType temp;
for(i=1; i<=l->length-1; i++)
{
flag=0;
for(j=1; j<=l->length-i; j++)
{
compareTimes++;
if(l->R[j+1].key<l->R[j].key)//每一趟排序选出一个最大的数
{
moveTimes++;
temp=l->R[j];
l->R[j]=l->R[j+1];
l->R[j+1]=temp;
flag=1;
}
}
if(flag==0)
break;//没有发生交换,则提前终止
}
printf("冒泡排序结果:\n");
print_orderList(l);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
}
//快速排序
void quickSort(orderList l,int left,int right)
{
if(left>=right)//当左区间>=区间时，一部分的排序完成
{
return;
}
int i=left,j=right;
int pivotKey=l->R[left].key;//把第一个数作为一个枢纽
while(i<j)
{
while(i<j&&l->R[j].key>=pivotKey)//从最后一个数开始依次与枢纽比较
{
compareTimes++;
j--;
}
compareTimes++;
l->R[i].key=l->R[j].key;//把比枢纽小的元素交换到低端
moveTimes++;
while(i<j&&l->R[i].key<=pivotKey)
{
compareTimes++;
i++;
}
compareTimes++;
l->R[j].key=l->R[i].key;//把比枢纽大的交换到高端
moveTimes++;
}
l->R[i].key=pivotKey;// 当前元素变成枢纽元素
moveTimes++;
quickSort(l,left,i-1);//枢纽左面的数形成左区间，里面的数都比枢纽小
quickSort(l,i+1,right);//枢纽右面的数字形成右区间，里面的书都比枢纽大
//对左右两部分分别进行快速排序
}
void selectSort(orderList l)
{
int i,j,min,temp;
compareTimes=moveTimes=0;
for(i=1; i<=l->length-1; i++)
{
min=i;
for(j=i+1; j<=l->length; j++)
{
if(l->R[j].key<l->R[min].key)
{
min=j;
compareTimes++;
moveTimes++;
}
compareTimes++;
}
if(min!=i)
{
temp=l->R[i].key;
l->R[i].key=l->R[min].key;
l->R[min].key=temp;
moveTimes++;
}
compareTimes++;
}
printf("简单选择排序结果:\n");
print_orderList(l);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
}
void heapAdjust(orderList l,int par,int length)
{
int temp=l->R[par].key; //保存当前父节点
int child=2*par;
while(child<=length)
{
if(child+1<length&&l->R[child+1].key>l->R[child].key)//有右结点并且右结点小于左结点
child++;
compareTimes++;
if(temp>=l->R[child].key)//父节点如果已经大于孩子结点,提前结束
break;
compareTimes++;
l->R[par].key=l->R[child].key;//否则，把孩子结点的值赋给父结点
moveTimes++;
//选取孩子结点左结点，继续向下筛选
par=child;
child=2*par;
}
l->R[par].key=temp;
//恢复原来的父结点
}
void heapSort(orderList l)
{
int i,j,temp;
compareTimes=moveTimes=0;
for(i=l->length/2; i>=1; i--)
heapAdjust(l,i,l->length);
for(i=l->length; i>=1; i--)
{
temp=l->R[i].key;
l->R[i].key=l->R[1].key;
l->R[1].key=temp;
moveTimes++;
heapAdjust(l,1,i);
}
printf("堆排序结果:\n");
print_orderList(l);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
}
int main()
{
/* orderList l=init_orderList();
int n=produce_randomNum(l);*/
int choice;
orderList l;
int n;
while(1)
{
printf("\t\t\t\t**************排序****************\n");
printf("\t\t\t\t* *\n");
printf("\t\t\t\t* 1.初始化数据 *\n");
printf("\t\t\t\t* 2.直接插入排序 *\n");
printf("\t\t\t\t* 3.希尔排序 *\n");
printf("\t\t\t\t* 4.冒泡排序 *\n");
printf("\t\t\t\t* 5.快速排序 *\n");
printf("\t\t\t\t* 6.简单选择排序 *\n");
printf("\t\t\t\t* 7.堆排序 *\n");
printf("\t\t\t\t* 8.打印数据 *\n");
printf("\t\t\t\t* 9.逆序输出 *\n");
printf("\t\t\t\t* *\n");
printf("\t\t\t\t* 0.退出 *\n");
printf("\t\t\t\t**********************************\n");
printf("请选择(0-6):\n");
scanf("%d",&choice);
switch(choice)
{
case 1:
l=init_orderList();
n=produce_randomNum(l);
break;
case 2:
insertSort(l);//直接插入排序
getch();
printf("正序:\n");
reverse(l);
insertSort(l);
getch();
printf("逆序:\n");
reverse(l);
insertSort(l);
break;
case 3:
shellSort(l);//希尔排序
getch();
printf("正序:\n");
shellSort(l);//希尔排序
getch();
printf("逆序:\n");
reverse(l);
shellSort(l);//希尔排序
break;
case 4:
buddleSort(l);//冒泡排序
break;
case 5://快速排序
compareTimes=moveTimes=0;
quickSort(l,1,n);
printf("快速排序结果:\n");
print_orderList(l);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
compareTimes=moveTimes=0;
getch();
printf("正序:\n");
quickSort(l,1,n);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
compareTimes=moveTimes=0;
getch();
printf("逆序:\n");
reverse(l);
quickSort(l,1,n);
printf("比较次数%d ,移动次数:%d\n",compareTimes,moveTimes);
break;
case 6:
//选择排序
selectSort(l);
break;
case 7:
//堆排序
heapSort(l);
getch();
printf("正序:\n");
heapSort(l);
getch();
printf("逆序:\n");
reverse(l);
heapSort(l);
break;
case 8:
//打印数字
print_orderList(l);
break;
case 9:
//逆序输出数字
reverse(l);
break;
case 0:
//退出
exit(0);
default:
printf("您输入的数据有误,请重新输入\n");
break;
}
printf("请按任意键继续\n");
getch();
system("cls");
continue;
}
return 0;
}
