Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
Алгоритмізація та програмування 1: Базові концепції програмування
ЗВІТ
до лабораторної роботи № 7+8
«Оператори циклу. Методи перестановок елементів масивів»
Варіант 16
Дата «10» грудня 2021
ЗАВДАННЯ:
1. Ознайомитись з алгоритмами перестановок елементів масивів та способами сортування масивів. 2. У якості індивідуального завдання необхідно написати програмний код, що реалізує перестановку елементів масивів та сортування масивів. 3. Звернення до елементів масиву реалізувати за допомогою вказівника на масив. 4. Роздрукувати (вивести на екран) початковий масив та масив після виконання сортування.
Варіант завданнь:
Лабораторна робота №7:
За варінатом 16 – з таблиці з рисунка 1 варіант 4.
/
Рисунок 1.
/
Рисунок В.1
Лабораторна робота №8:
За варінатом 16 – з додатку 5.
16.Задана матриця M*N. Відсортувати непарні рядки за зростанням.
Теоритичні відомості:
Пузырьковая сортировка (Bubble-sort)
Сортировка пузырьком (обменная сортировка) – простой в реализации и малоэффективный алгоритм сортировки. Метод изучается одним из первых на курсе теории алгоритмов, в то время как на практике используется очень редко.
Алгоритм состоит из повторяющихся проходов по сортируемому массиву. За каждый проход элементы последовательно сравниваются попарно и, если порядок в паре неверный, выполняется обмен элементов. Проходы по массиву повторяются / раз или до тех пор, пока на очередном проходе не окажется, что обмены больше не нужны, что означает — массив отсортирован. При каждом проходе алгоритма по внутреннему циклу, очередной наибольший элемент массива ставится на своё место в конце массива рядом с предыдущим «наибольшим элементом», а наименьший элемент перемещается на одну позицию к началу массива («всплывает» до нужной позиции как пузырёк в воде, отсюда и название алгоритма).
Худшее время
/
Лучшее время
/
Среднее время
/
Затраты памяти
/
Пример работы алгоритма
Возьмём массив с числами «5 1 4 2 8» и отсортируем значения по возрастанию, используя сортировку пузырьком. Выделены те элементы, которые сравниваются на данном этапе.
Первый проход:
(5 1 4 2 8) (1 5 4 2 8), Здесь алгоритм сравнивает два первых элемента и меняет их местами.
(1 5 4 2 8) (1 4 5 2 8), Меняет местами, так как /
(1 4 5 2 8) (1 4 2 5 8), Меняет местами, так как /
(1 4 2 5 8) (1 4 2 5 8), Теперь, ввиду того, что элементы стоят на своих местах (/), алгоритм не меняет их местами.
Второй проход:
(1 4 2 5 8) (1 4 2 5 8)
(1 4 2 5 8) (1 2 4 5 8), Меняет местами, так как /
(1 2 4 5 8) (1 2 4 5 8)
(1 2 4 5 8) (1 2 4 5 8)
Теперь массив полностью отсортирован, но алгоритм не знает так ли это. Поэтому ему необходимо сделать полный проход и определить, что перестановок элементов не было.
Третий проход:
(1 2 4 5 8) (1 2 4 5 8)
(1 2 4 5 8) (1 2 4 5 8)
(1 2 4 5 8) (1 2 4 5 8)
(1 2 4 5 8) (1 2 4 5 8)
C
#define SWAP(A, B) { int t = A; A = B; B = t; }
void bubblesort(int *a, int n)
{
int i, j;
for (i = n - 1; i > 0; i--)
{
for (j = 0; j < i; j++)
{
if (a[j] > a[j + 1])
SWAP( a[j], a[j + 1] );
}
}
}
Быстрая сортировка
"Быстрая сортировка", хоть и была разработана более 40 лет назад, является наиболее широко применяемым и одним их самых эффективных алгоритмов.
Метод основан на подходе "разделяй-и-властвуй". Общая схема такова:
из массива выбирается некоторый опорный элемент a[i],
запускается процедура разделения массива, которая перемещает все ключи, меньшие, либо равные a[i], влево от него, а все ключи, большие, либо равные a[i] - вправо,
теперь массив состоит из двух подмножеств, причем левое меньше, либо равно правого, /
для обоих подмассивов: если в подмассиве более двух элементов, рекурсивно запускаем для него ту же процедуру.
В конце получится полностью отсортированная последовательность.
Рассмотрим алгоритм подробнее.
Разделение массива
На входе массив a[0]...a[N] и опорный элемент p,...
