1、第十章 群体数据的组织,本章主要内容,插入排序 选择排序 交换排序 顺序查找 折半查找,排序（sorting）,排序是计算机程序设计中的一种重要操作，它的功能是将一个数据元素的任意序列，重新排列成一个按关键字有序的序列。 数据元素：数据的基本单位。在计算机中通常作为一个整体进行考虑。一个数据元素可由若干数据项组成。 关键字：数据元素中某个数据项的值，用它可以标识（识别）一个数据元素。 在排序过程中需要完成两种基本操作： 比较两个数的大小 调整元素在数组中的位置,内部排序与外部排序,内部排序：待排序的数据元素存放在计算机内存中进行的排序过程。 外部排序：待排序的数据元素数量很大，以致内存存中一次
2、不能容纳全部数据，在排序过程中尚需对外存进行访问的排序过程。,内部排序方法,插入排序 选择排序 交换排序,10.1插入排序的基本思想,每一步将一个待排序元素按其关键字值的大小插入到已排序序列的适当位置上，直到待排序元素插入完为止。,初始状态： 5 4 10 20 12 3,直接插入排序,在插入排序过程中，由于寻找插入位置的方法不同又可以分为不同的插入排序法，这里我们只介绍最简单的直接插入排序法。 例10.1 直接插入排序函数模板（10-1.h）,template void InsertionSort(T A , int n) int i, j;T temp;for (i = 1; i 0 ,1
3、0.2选择排序的基本思想,每次从待排序序列中选择一个关键字最小的元素，（当需要按关键字升序排列时），顺序排在已排序序列的最后，直至全部排完。,3 4 10 20 12 5,3 4 10 20 12 5,第 i 次选择后，将选出的那个记录与第 i 个记录做交换。,东南大学远程教育,C+语言程序设计(下),第二十三 讲,主讲教师：何洁月,直接选择排序,在选择类排序方法中，从待排序序列中选择元素的方法不同，又分为不同的选择排序方法，其中最简单的是通过顺序比较找出待排序序列中的最小元素，称为直接选择排序。 例10.2 直接选择排序函数模板（10-2.h）,template void Swap (T ,
4、for (i = 0; i n-1; i+) smallIndex = i; for (j = i+1; j n; j+) if (Aj AsmallIndex)smallIndex = j;Swap(Ai, AsmallIndex); ,10.3交换排序的基本思想,两两比较待排序序列中的元素，并交换不满足顺序要求的各对元素，直到全部满足顺序要求为止。,最简单的交换排序方法 起泡排序,对具有n个元素的序列按升序进行起泡排序的步骤： 首先将第一个元素与第二个元素进行比较，若为逆序，则将两元素交换。然后比较第二、第三个元素，依次类推，直到第n-1和第n个元素进行了比较和交换。此过程称为第一趟起泡排
5、序。经过第一趟，最大的元素便被交换到第n个位置。 对前n-1个元素进行第二趟起泡排序，将其中最大元素交换到第n-1个位置。 如此继续，直到某一趟排序未发生任何交换时，排序完毕。对n个元素的序列，起泡排序最多需要进行n-1趟。,起泡排序举例,对整数序列 8 5 2 4 3 按升序排序,8 5 2 4 3,5,2,4,3,8,2,4,3,5,8,2,3,4,5,8,2,3,4,5,8,初始状态,第一趟结果,第二趟结果,第三趟结果,第四趟结果,小的逐渐上升,每趟沉下一个最大的,void bubble (int a, int size) int i, temp; for(int pass=1;pass
6、a i +1 )temp=ai;ai=ai+1;ai+1=temp; ,例10-3 起泡排序函数模板,template void Swap (T ,东南大学远程教育,C+语言程序设计(下),第二十四讲,主讲教师：何洁月,template void BubbleSort(T A , int n) int i,j; int lastExchangeIndex; i = n-1; while (i 0) lastExchangeIndex = 0; for (j = 0; j i; j+) if (Aj+1 Aj) Swap(Aj,Aj+1);lastExchangeIndex = j; i = l
7、astExchangeIndex; ,10.4 顺序查找,其基本思想 从数组的首元素开始，逐个元素与待查找的关键字进行比较，直到找到相等的。若整个数组中没有与待查找关键字相等的元素，就是查找不成功。 顺序查找函数模板 例10.4,template int SeqSearch(T list , int n, T key) for(int i=0;i n;i+)if (listi = key)return i; return -1; ,10.5折半查找的基本思想,对于已按关键字排序的序列，经过一次比较，可将序列分割成两部分，然后只在有可能包含待查元素的一部分中继续查找，并根据试探结果继续分割，逐步
8、缩小查找范围，直至找到或找不到为止。,折半查找举例,用折半查找法，在下列序列中查找值为21的元素：,M=INT(L+H)/2)=3,L=M+1=4,M=INT(L+H)/2)=4,例10-5 折半查找函数模板,template int BinSearch(T list , int n, T key) int mid, low, high;T midvalue;low=0;high=n-1;,while (low = high) mid = (low+high)/2; midvalue = listmid; if (key = midvalue) return mid; else if (key
9、 midvalue) high = mid-1; else low = mid+1; return -1; ,小结,插入排序 选择排序 交换排序 顺序查找 折半查找,作业,10_2 10-4 10_6 10-7 10-9 10-11 实验十,东南大学远程教育,C+语言程序设计(下),第三十一 讲,主讲教师：何洁月,习题课,（第十章）,10_2,#include template void InsertionSort(T A,int n) int i,j;T temp;for (i=1;i0 ,void main() int i;int data1=1,3,5,7,9,11,13,15,17,1
10、9,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20;cout“排序前的数据“endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl;cout“开始排序“;InsertionSort(data1,20);cout“排序后的数据“endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl; ,排序前的数据 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 开始排序1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11
11、 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5
12、7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 5 7 9 11 13 15 17 19 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 7 9 11 13 15 17 19 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 9 11 13 15 17 19 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 13 15 17 19 10 12 14 16 18 20
13、1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 15 17 19 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 17 19 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 19 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
14、19 20 排序后的数据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Press any key to continue,#include template void Swap(T ,10-4,void main() int i;int data1=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20;cout“排序前的数据“endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl;cout“开始排序“;SelectionSort(data1,20);cout“
15、排序后的数据“endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl; ,排序前的数据 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 开始排序1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 5 7 9 11 13 15 17 19 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 7 9 11 13 15 17 19 5 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 9 11 13 15 17 19 5 7 6 8
16、10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 11 13 15 17 19 9 7 6 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 13 15 17 19 9 7 11 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 15 17 19 9 13 11 8 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 17 19 9 13 11 15 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 19 17 13 11 15 10 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 17 13
17、11 15 19 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 17 15 19 12 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17 15 19 13 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 15 19 17 14 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 19 17 15 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 19 16 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
18、11 12 13 14 15 16 19 17 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 18 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 排序后的数据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Press any key to continue,#include template void Swap(T ,10
19、-6,void main() int i;int data1=1,3,5,7,9,11,13,15,17,19,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20;cout“排序前的数据“endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl;cout“开始排序“;BubbleSort(data1,20);cout“排序后的数据“endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl; ,排序前的数据 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 开始排序1 3 5 7 9 11
20、 13 15 17 2 4 6 8 10 12 14 16 18 19 20 1 3 5 7 9 11 13 15 2 4 6 8 10 12 14 16 17 18 19 20 1 3 5 7 9 11 13 2 4 6 8 10 12 14 15 16 17 18 19 20 1 3 5 7 9 11 2 4 6 8 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 3 5 7 9 2 4 6 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 3 5 7 2 4 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 3 5
21、2 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 3 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 排序后的数据 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Press any key to continue,#include template
22、int SeqSearch(T list,int n, T key) for (int j=0;jn;cout“数据为： “endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl;i=SeqSearch(data1,20,n);if(i0)cout“没有找到数据“nendl;elsecoutn“是第“i+1“个数据“endl; ,10_9,输入想查找的数据13 数据为： 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 13是第7个数据 Press any key to continue,10_11,#inclu
23、de template int BinSearch(T list, int n, T key) int mid, low, high; T midvalue;low=0; high=n-1;while (low = high) / low = high表示整个数组尚未查找完 coutlow“ “mid“ “highendl;mid = (low+high)/2; / 求中间元素的下标midvalue = listmid; / 取出中间元素的值if (key = midvalue) return mid; / 若找到,返回下标else if (key midvalue)high = mid-1;
24、 / 若key midvalue将查找范围缩小到数组的前一半elselow = mid+1; / 否则将查找范围缩小到数组的后一半return -1; / 没有找到返回-1 ,void main() int i,n;int data1=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20;coutn;cout“数据为： “endl;for(i=0;i20;i+)coutdata1i“ “;coutendl;i=BinSearch(data1,20,n);if(i0)cout“没有找到数据“nendl;elsecoutn“是第“i+1“个数据“en
25、dl; ,3.本程序采用缩小区间的方法实现排序。缩小区间的方法是每次在区间范围内找一最小数与最大数，将最小数与最大数分别置于该区间的最前面和最后面，然后从区间中去掉此最前最后的两元素，再重复上述的过程，直至区间长度=1为止。,#include void main() _(1)_; int an,max,min,i,j,imax,imin,k; for (i=0;iai; for (i=0;imax) max=aj; imax=j; if(_3)_) aimin=ai; ai=min;,if(i=imax) _(4)_; if(imax!=(n-i-1) aimax=an-i-1; an-i-1
26、=max; for (i=0;in;i+) coutai“ “;,(1) const int n=10 (2) jn-i (3) i!=imin (4) imax=imin,输入想查找的数据12 数据为： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0 -858993460 19 10 9 19 10 14 13 12是第12个数据 Press any key to continue,习题课,（第十一章）,10_3,#include void main() ofstream file1(“test.txt“); file1“已成功写入文
27、件！“; file1.close(); ,#include void main() ofstream file1(“test.txt“,ios:app);file1“已成功添加字符！“;file1.close();char ch;ifstream file2(“test.txt“);while (file2.get(ch)coutch;file2.close(); ,11_5,#include class dog public:dog(int weight,long days)itsWeight=weight;itsNumberDaysAlive=days;dog()int GetWeight
28、()constreturn itsWeight;void SetWeight(int weight)itsWeight=weight;long GetDaysAlive()constreturn itsNumberDaysAlive;void SetDaysAlive(long days)itsNumberDaysAlive=days; private:int itsWeight;long itsNumberDaysAlive; ;,11_6,int main() char fileName80;coutfileName;ofstream fout(fileName);/ofstream fo
29、ut(fileName,ios:binary);if(!fout) cout“Unable to open“fileName“ for writing.n“;return(1);dog Dog1(5,10);fout.write(char *),dog Dog2(2,2);cout“Dog2 weight:“Dog2.GetWeight()endl;cout“Dog2 days:“Dog2.GetDaysAlive()endl;fin.read(char*) ,Please enter the file name:jack Dog2 weight:2 Dog2 days:2 Dog2 weig
30、ht:5 Dog2 days:10 Press any key to continue,#include class dog public:dog(int weight,long days)itsWeight=weight;itsNumberDaysAlive=days;dog()int GetWeight()constreturn itsWeight;void SetWeight(int weight)itsWeight=weight;long GetDaysAlive()constreturn itsNumberDaysAlive;void SetDaysAlive(long days)itsNumberDaysAlive=days;friend ostream,方法二,ostream,int main() char fileName80;coutfileName;ofstream fout(fileName);/ofstream fout(fileName,ios:binary);if(!fout) cout“Unable to open“fileName“ for writing.n“;return(1);,dog Dog1(5,10);/fout.write(char *) ,
