первой программе провести сравнение указанных алгоритмов сортировки ма

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
/*/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
** В первой программе провести сравнение указанных алгоритмов сортировки массивов, содержащих n1, n2, n3 и n4 элементов.
** Каждую функцию сортировки вызывать трижды: для сортировки упорядоченного массива,
** массива, упорядоченного в обратном порядке,
** неупорядоченного массива.
** Сортируемая последовательность для всех методов должна быть одинаковой (сортировать копии одного массива).
** Оценить эффективность алгоритмов сортировки по заданному критерию.
**
** Порядок: по возрастанию элементов.
** Методы: шейкерная,
** Шелла (шаг сортировки задается числами Фибоначчи),
** быстрая сортировка (нерекурсивный метод и qsort()).
**
** N1 = 500, N2 = 1000, N3 = 2000, N4 = 3500.
** Критерий – время сортировки.
** Массив указателей на функции - Сортировок и Заполнений
*//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;
/*////////////////////////////////////////////
** //
** Вспомогателыные функции для алгоритмов //
** //
*/////////////////////////////////////////////
//****************************************//
void Pause(void)
{
char b;
cout<< "Нажмите ESC для продолжения\n";
while(1){
cin >> b;
if(b == 27) break;
}
}
/*
** Функция сравнения для qsort
*/
int compare(const void * x1, const void * x2)
{
return ( *(int*)x1 - *(int*)x2 ); // если результат вычитания равен 0, то числа равны, < 0: x1 < x2; > 0: x1 > x2
}
/*
** Вычисление факториала
*/
int* Fib(int Merge, int *N)
{
int oldValue = 0;
int value = 1;
int hold;
int count = 0;
/* Определяем количество элементов массива */
while(value < Merge)
{
hold = value;
value += oldValue;
oldValue = hold;
count++;
}
value = 1;
oldValue = 0;
int arr[count - 1];
/* Заполняем массив */
for(int i = 0; i < count - 1; i++)
{
hold = value;
value += oldValue;
oldValue = hold;
arr[i] = value;
}
*N = count - 1;
return arr;
}
/*////////////////////////////////////////////
** //
** Реализация алгоритмов сортировки //
** //
*/////////////////////////////////////////////
/*
** Шейкерная сортировка
*/
int ShakerSort (int *a, int n)
{
int j, k = n-1, left = 1, right = n-1, x;
int time;
time = clock();
do
{
for (j = right; j >= left; j--)
if (a[j-1] > a[j])
{
x = a[j-1];
a[j-1] = a[j];
a[j] = x;
k = j;
}
left = k+1;
for (j = left; j <= right; j++)
if (a[j-1] > a[j])
{
x = a[j-1];
a[j-1] = a[j];
a[j] = x;
k = j;
}
right = k-1;
}
while (left < right);
time = clock() - time;
return time;
}
/*
** Метод Шелла
*/
int ShellSort(int *arr, int N)
{
int i, j, m, temp, t;
unsigned int time = 0;
int * step = Fib(N/2, &t); // Массив Чисел Фибоначи
time = clock();
for (m = 0; m < t; m++)
{
for (i = step[m]; i < N; i++)
{
temp = arr[i];
j = i - step[m];
while (temp < arr[j] && j >= 0)
{
arr[j + step[m]] = arr[j];
j -= step[m];
}
arr[j + step[m]] = temp;
}
}
time = clock() - time;
return time;
}
/*
** Быстрая сортировка (нерекурсивный метод)
*/
int QuiqSort(int *arr, int N)
{
struct stack { int left; int right;} st[N/4]; // Задаем вспомогательный стек
int i, j, k, vsp, s, l, r;
unsigned int time;
s = 1;
st[1].left = 0;
st[1].right = N - 1;
time = clock();
do
{
l = st[s].left;
r = st[s].right;
s--;
do
{
i = l;
j = r;
vsp = arr[(l+r)/2];
do
{
while(arr[i] < vsp)
i++;
while(vsp < arr[j])
j--;
if(i <= j)
{
k = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = k;
i++;
j--;
}
}while(i < j);
if(i < r)
{
s++;
st[s].left = i;
st[s].right = r;
}
r = j;
}while(l < r);
}while(s);
time = clock() - time;
return time;
}
/*
** Сортировка qsort
*/
int qSort(int *arr, int N)
{
int left;
unsigned int time;
time = clock();
qsort(arr, N, sizeof(int), compare);
time = clock() - time;
return time;
}
/*
** Возрастание
*/
void Increase(int *arr, int N)
{
for(int i = 0; i < N; i++)
arr[i] = i*2;
}
/*
** Убывание
*/
void Discrease(int *arr, int N)
{
int count = N;
for(int i = 0; i < N; i++)
arr[i] = count--;
}
/*
** Рандом
*/
void Rand(int *arr, int N)
{
srand(time(0));
for(int i = 0; i < N; i++)
arr[i] = rand()%5000;
}
/*
** Копирование массива
*/
void Copy(int *arr,int *arr2, int N)
{
for(int i = 0; i < N; i++)
arr2[i] = arr[i];
}
int main()
{
int count = 0;
int numb[4] = {5000, 10000, 20000, 35000};
int *arr;
int *arr2;
int TimeArray[4][3][4];
/* Массив слов */
char Type[3][30] = {"Рандом ", "Убывание ", "Возрастание "};
char Func[4][50] = {"qsort ", "QuiqSort ", "ShellSort ", "ShakerSort "};
void (*pFuncType[3]) (int *, int ) = {Rand, Discrease, Increase};
int (*pFuncSort[4]) (int *, int ) = {qSort, QuiqSort, ShellSort, ShakerSort};
/* Разные размеры */
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
arr = new int[numb[i]];
arr2 = new int[numb[i]];
/* Разные типы массивов */
for(int j = 0; j < 3; j++)
{
pFuncType[j](arr, numb[i]);
/* Разные сортировки */
for(int k = 0; k < 4; k++)
{
Copy(arr, arr2, numb[i]);
TimeArray[i][j][k] = pFuncSort[k](arr2, numb[i]);
}
}
delete [] arr;
delete [] arr2;
}
/* Вывод массива */
for(int i = 0; i < 4; i++)
{
cout << "---------------------------" << endl;
cout << "РАЗМЕР:" << numb[i] << endl;
cout << "---------------------------" << endl;
/* Разные типы массивов */
for(int j = 0; j < 3; j++)
{
cout << "** Тип " << Type[j] << endl;
cout << " ----" << endl;
/* Разные сортировки */
for(int k = 0; k < 4; k++)
cout << " * Метод: " << Func[k] << " - "<< TimeArray[i][j][k] << " млс" << endl;
cout << endl;
}
}
return 0;
}