实现选择排序、气泡排序和快速排序的 C 代码示例
最编程
2024-04-19 08:12:38
...
选择和冒泡
#include<stdio.h> void maopao(int a[],int len){ int i,j,temp; for(i = 0;i < len - 1 ; i ++){//从第一个到倒数第二个 for (j = 0 ; j < len - 1 - i ; j ++)//排在后的是已经排序的 { if (a[j] > a[j + 1])//大的数换到后面去 { temp = a[j]; a[j] = a[j + 1]; a [j + 1] = temp; } } } } void xuanze(int a[],int len){ int i , j , t , temp; for (i = 0 ; i < len - 1 ;i ++) { t = i; for (j = i + 1 ; j < len ; j ++)//前面的实排好的 { if (a[t] > a[j]) { t = j;//记下该趟最小数的序号 } } if (t != i)//如果序号不变就什么也不做 { temp = a[t];//否则元素交换 a[t] = a[i]; a[i] = temp; } } } void main(){ int i; int a[] = {5,4,6,7,2,5,4,6,8,9,1,2}; //maopao(a, 12); xuanze(a, 12); for (i = 0 ; i < 12 ; i ++) { printf("%d ",a[i]); } }
快速排序与冒泡、选择的比较:
#include <stdio.h> #include <time.h> #include <windows.h> //快速排序,参数是数组,最低索引,最高索引(从0开始) void qSort(int a[], int low, int high){ int temp; int mid = low;//定义一个中索引,用于记录一次排序后确定位置的一个元素索引 int right = high;//记录最右元素索引 //默认中值是左值,现在要把凡是比中值大的元素放到中值左边 while(right > mid){//因此从右开始向中值遍历,到达中值时遍历结束 if (a[right] < a[mid])//如果右值比中值还小,说明他不该在右边,要把它放到左边 { temp = a[mid];//所以先把中值的地盘腾出来 a[mid] = a[right];//把比中值小的那个数放在那儿 //中值没地方放,必须右移移位,但是直接右移会覆盖原来他右边的那个值 a[right] = a[++mid];//不过right索引的空间已经腾出来了,就把中值原来右边的值放到right a[mid] = temp;//然后就可以把mid右移一位 } else{ right--;//否则的话说明right已然大于等于mid,不用移动,继续判断right左边那个数 } }//这样right与mid重合之时,退出循环,此时mid的位置已经确定了就是排完序后他的位置 //因为他左边的都比他小,右边的都比他大 if (mid - low > 1)//如果low到mid之间还有两个或以上元素,还要对他们排序 { qSort(a, low, mid - 1); } if (high - mid > 1)//右边那半也是一样 { qSort(a, mid + 1, high); } } void sSort(int a[], int len){//选择排序,参数是数组名和元素个数 int i, j, m, temp; for (i = 0; i < len - 1; i++)//从开始到倒数第二个元素 { m = i;//先记录最左边的元素索引,假设他为最小 for (j = i + 1; j < len; j++)//从左往右遍历一直到最后 { if (a[j] < a[m])//如果发现更小的元素 { m = j;//记下这个元素的索引 } } if (m != i)//如果最小的元素不是开始那个,就需要把最小的换到最左边 { temp = a[i]; a[i] = a[m]; a[m] = temp; } } } void mSort(int a[], int len){//冒泡法排序,参数是数组名,元素个数 int i, j, temp; for (i = 0; i < len - 1; i ++)//从开始到倒数第二个元素 { for (j = 0; j < len - 1 - i; j++)//从头遍历到已序队列往前第二个 { if (a[j] > a[j + 1])//如果元素比他的后一个大,则交换 { temp = a[j]; a[j] = a[j + 1]; a[j + 1] = temp; } }//一次遍历后最大元素放到最后面 } } int checkSorted(int a[], int len){//检查数组排序是否已经正确 int i; for (i = 0; i < len - 1; i++) { if (a[i] > a[i + 1])//如果一个元素比他的下一个还要大,说明发生错误 { return 0; } } return 1; } void main(){ int i, j; int a[99999]; clock_t begin, end; double cost; for (j = 0; j < 6; j++)//做6次测试 { srand((int)time(0));//用时间做种,是每次数字都不同 for (i = 0; i < 99999; i++) { a[i] = rand();//产生随机数放入数组 } begin = clock(); //qSort(a, 0, 99998);//1秒左右 //sSort(a, 99999);//20秒左右 mSort(a, 99999);//40秒左右 end = clock(); for (i = 0; i < 12; i++)//输出前面的几个排好序的元素 { printf("%d ", a[i]); } cost = (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;//计算排序时间 printf("...\t排序用时 %lf 秒 ", cost);//输出排序所用时间 if (checkSorted(a, 99999))//检查排序是否正确 { printf("正确!\n"); }else{ printf("有错!\n"); } Sleep(1200);//暂停一下,使每次时间种子不同 } }
1. 快速排序的结果:
99999个随机数一般不超过0.05秒,很快
2.选择法排序结果:
99999个随机数一般不超过0.05秒,很快
2.选择法排序结果:
一般在20多秒;
3.冒泡法,一般情况下交换的次数会很多,结果:
排序时间一般在50秒左右,最慢。
在C++中,还可以定义函数模板
因为快速排序通常很快,所以用它来对不同的数据类型排序
#include <iostream.h> template<class T> void qSort(T a[], int low, int high){//在C++中,可以定义函数模板 T temp; int mid = low; int right = high; while (right > mid) { if (a[right] < a[mid]) { temp = a[mid]; a[mid] = a[right]; a[right] = a[++mid]; a[mid] = temp; }else{ right--; } } if (mid - low > 1) { qSort(a, low, mid - 1); } if (high - mid > 1) { qSort(a, mid + 1, high); } } void main(){ int a[10] = {1, 9, 6, 3, 5, 7, 1};//有了一个函数模板,可以对整型排序 qSort(a, 0, 9); for (int i = 0; i < 10; i++) { cout<<a[i]<<" "; } cout<<endl; float b[10] = {2.0f, 1.2f, 5.5f, 6.63f, 9.11f, 1.32f, 3.44f, 5.0f, 5.22f, 0.02f}; qSort(b, 0, 9);//对浮点数排序 for (i = 0; i < 10; i++) { cout<<b[i]<<" "; } cout<<endl; char c[10] = {'d','e','f','n','j','c','e','b','f','a'};//对字符数组排序 qSort(c, 0, 9); for (i = 0; i < 10; i++) { cout<<c[i]<<" "; } cout<<endl; }//凡是可以用‘<'来比较大小的类型都可以排序了
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正负偏差变量 即 d2+、d2- 分别表示决策值中超出和未达到目标值的部分。而 di+、di- 均大于 0 刚性约束和目标约束(柔性目标约束有偏差) 在多目标规划中,>=/<= 在刚性约束中保持不变。当需要将约束条件转换为柔性约束条件时,需要将 >=/<= 更改为 =(因为已经有 d2+、d2- 用来表示正负偏差),并附加上 (+dii-di+) 注意这里是 +di、-di+!之所以是 +di,-di+,是因为需要将目标还原为最接近的原始刚性约束条件 优先级因素和权重因素 对多个目标进行优先排序和优先排序 目标规划的目标函数 是所有偏差变量的加权和。值得注意的是,这个加权和都取最小值。而 di+ 和 dii- 并不一定要出现在每个不同的需求层次中。具体分析需要具体问题具体分析 下面是一个例子: 题目中说设备 B 既要求充分利用,又要求尽可能不加班,那么列出的时间计量表达式即为:min z = P3 (d3- + d3 +) 使用 + 而不是 -d3 + 的原因是:正负偏差不可能同时存在,必须有 di+di=0 (因为判定值不可能同时大于目标值和小于目标值),而前面是 min,所以只要取 + 并让 di+ 和 dii- 都为正值即可。因此,得出以下规则: 最后,给出示例和相应的解法: 问题:某企业生产 A 和 B 两种产品,需要使用 A、B、C 三种设备。下表显示了与工时和设备使用限制有关的产品利润率。问该企业应如何组织生产以实现下列目标? (1) 力争利润目标不低于 1 500 美元; (2) 考虑到市场需求,A、B 两种产品的生产比例应尽量保持在 1:2; (3)设备 A 是贵重设备,严禁超时使用; (4)设备 C 可以适当加班,但要控制;设备 B 要求充分利用,但尽量不加班。 从重要性来看,设备 B 的重要性是设备 C 的三倍。 建立相应的目标规划模型并求解。 解:设企业生产 A、B 两种产品的件数分别为 x1、x2,并建立相应的目标计划模型: 以下为顺序求解法,利用 LINGO 求解: 1 级目标: 模型。 设置。 variable/1..2/:x;! s_con_num/1...4/:g,dplus,dminus;!所需软约束数量(g=dplus=dminus 数量)及相关参数; s_con(s_con_num);! s_con(s_con_num,variable):c;!软约束系数; 结束集 数据。 g=1500 0 16 15. c=200 300 2 -1 4 0 0 5; 结束数据 min=dminus(1);!第一个目标函数;!对应于 min=z 的第一小部分;! 2*x(1)+2*x(2)<12;!硬约束 @for(s_con_num(i):@sum(variable(j):c(i,j)*x(j))+dminus(i)-dplus(i)=g(i)); !使用设置完成的数据构建软约束表达式; ! !软约束表达式 @for(variable:@gin(x)); !将变量约束为整数; ! 结束 此时,第一级目标的最优值为 0,第一级偏差为 0: 第二级目标: !求 dminus(1)=0,然后求解第二级目标。 模型。 设置。 变量/1..2/:x;!设置:变量/1..2/:x; ! s_con_num/1...4/:g,dplus,dminus;!软约束数量及相关参数; s_con(s_con_num(s_con_num));! s_con(s_con_num,variable):c;! 软约束系数; s_con(s_con_num,variable):c;! 结束集 数据。 g=1500 0 16 15; c=200 300 2 -1 4 0 0 5; 结束数据 min=dminus(2)+dplus(2);!第二个目标函数 2*x(1)+2*x(2)<12;!硬约束 @for(s_con_num(i):@sum(variable(j):c(i,j)*x(j))+dminus(i)-dplus(i)=g(i)); ! 软约束表达式;! dminus(1)=0; !第一个目标结果 @for(variable:@gin(x)); ! 结束 此时,第二个目标的最优值为 0,偏差为 0: 第三目标 !求 dminus(2)=0,然后求解第三个目标。 模型。 设置。 变量/1..2/:x;!设置:变量/1..2/:x; ! s_con_num/1...4/:g,dplus,dminus;!软约束数量及相关参数; s_con(s_con_num(s_con_num));! s_con(s_con_num,variable):c;! 软约束系数; s_con(s_con_num,variable):c;! 结束集 数据。 g=1500 0 16 15; c=200 300 2 -1 4 0 0 5; 结束数据 min=3*dminus(3)+3*dplus(3)+dminus(4);!第三个目标函数。 2*x(1)+2*x(2)<12;!硬约束 @for(s_con_num(i):@sum(variable(j):c(i,j)*x(j))+dminus(i)-dplus(i)=g(i)); ! 软约束表达式;! dminus(1)=0; !第一个目标约束条件; ! dminus(2)+dplus(2)=0; !第二个目标约束条件 @for(variable:@gin(x));! 结束 最终结果为 x1=2,x2=4,dplus(1)=100,最优利润为
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