- •Указания по выполнения практических и лабораторных работ
- •Языки программирования
- •Трансляторы
- •Язык программирования Паскаль
- •Использование среды программирования турбо паскаль
- •Типы вычислительных процессов
- •Блок-схемы алгоритмов
- •Примеры составления блок-схемы алгоритма
- •Основные файлы пакета Турбо Паскаль
- •Запуск интегрированной среды программирования Турбо Паскаль
- •Работа с меню ис
- •Меню File
- •Меню Run
- •Меню Compile
- •Меню Debug
- •Меню Tools
- •Меню Options
- •Меню Window
- •Меню Help
- •Процедуры ввода-вывода
- •Оператор записи WriteLn аналогичен процедуре Write, но после вывода последнего в списке значения для текущей процедуры WriteLn происходит перевод курсора к началу следующей строки.
- •Пример программы с использованием процедур ввода-вывода данных с различными форматами выводимых данных
- •Операторы языка Паскаль
- •Оператор присваивания
- •Оператор безусловного перехода (go to)
- •Оператор выбора case
- •Оператор повтора for
- •Примеры программ с использованием оператора for
- •Оператор повтора Repeat
- •Пример программы с использованием оператора repeat
- •Пример программы с использованием операторов присваивания, повтора и выбора
- •Пример программы с использованием оператора повтора while
- •Примеры описания одномерных и двумерных массивов
- •Действия над массивами
- •Действия над элементами массива
- •Ввод-вывод элементов массива
- •Пример программы ввода-вывода одномерного массива
- •Пример программы ввода-вывода двумерного массива
- •Пример программы нахождения в одномерном массиве максимального элемента
- •Порядок выполнения работы
- •Порядок выполнения работы
- •Основные логические структуры:
- •Встроенные функции и процедуры
- •Арифметические процедуры и функции
- •Скалярные процедуры и функции
- •Функции преобразования типов
- •Процедуры управления программой
- •Специальные процедуры и функции
- •Вызов стандартной процедуры или функции
- •Пример программы с использованием функции, определенной пользователем
- •Пример программы с использованием процедуры, определенной пользователем
- •Механизм передачи параметров
- •Нетрадиционное использование подпрограмм. Косвенная рекурсия
- •Линейный поиск
- •Линейный поиск в упорядоченном массиве данных
- •Бинарный (двоичный) поиск
- •Пример программы с использованием алгоритма бинарного поиска
- •Методы внутренней сортировки
- •Сортировки включением
- •Сортировка выбором
- •Реализация алгоритмов обменных сортировок при написании программы на Паскале
- •Шейкерная сортировка
- •Пирамидальная сортировка
- •Обменная сортировка разделением
- •Естественное слияние
- •Многопутевое слияние
- •Пример разработки собственного модуля
- •Скалярные процедуры и функции
- •Процедуры управления программой
- •Специальные процедуры и функции
- •Вызов стандартной процедуры или функции
- •Формат описания строкового типа
- •Фрагмент описания строковых данных
- •Стандартные строковые процедуры и функции
- •Пример программы работы со стандартными строковыми процедурами и функциями Порядок выполнения работы
- •Примеры программ работы со строковыми переменными
- •Пример программы работы с записями
- •Пример программы работы с записями
- •Операции над множествами
- •Объединение Пересечение Разность
- •Формат описания файлового типа
- •Средства обработки файлов
- •Текстовые файлы
- •Пример программы работы с текстовым файлом
- •Средства работы с типизированными файлами
- •Пример программы работы с типизированным файлом
- •Средства работы с нетипизированными файлами
- •Пример программы для работы с типизированными файлами
- •Распределение памяти при выполнении программы
- •Пример программы распределения памяти и получения доступа к полям psp.
- •Статические и динамические переменные
- •Указатели
- •Типизированные указатели
- •Нетипизированный указатель (pointer)
- •Доступ к переменной по указателю
- •Управление динамической памятью
- •Процедуры динамического распределения
- •Пример программы с использованием динамической памяти
- •Пример программы создания и использования связанного списка
- •Параметр процедурного типа
Реализация алгоритмов обменных сортировок при написании программы на Паскале
Цель работы: формирование знаний и умений по изучению методов внутренних сортировок. Приобретение навыков реализации алгоритмов сортировки.
Краткие теоретические сведения
Существует три группы методов внутренней сортировки (сортировка включением, сортировка выбором, обменная сортировка). В данной лабораторной работе рассмотрены методы обменных сортировок.
Сортировка прямого обмена (пузырьковая)
Метод, в котором обмен двух элементов является основной характеристикой процесса. Алгоритм сортировки простым обменом основан на принципе сравнения и обмена пары соседних элементов до тех пор, пока не будут рассортированы все элементы. Если мы будем рассматривать массив, расположенный вертикально, а не горизонтально и представим себе элементы пузырьками в резервуаре с водой, обладающими “весами”, соответствующими их ключам, то каждый проход по массиву приводит к “всплыванию” пузырька на соответствующий его весу уровень. Этот метод широко известен как сортировка методом пузырька.
Начнем последовательность обменов с элементами а[N]. В каждом проходе местами меняются соседние элементы. Самый легкий элемент поднимается за один проход, самый тяжелый опускается вниз за один проход. Если самый большой элемент был первым, то выполняется N проходов. Критерием окончания является отсутствие обменов при очередном проходе.
Здесь и далее, во всех процедурах сортировки ключи упорядочиваются по возрастанию. На входе процедур - количество элементов массива (n), на выходе - упорядоченный массив элементов(а).
Procedure Bubble_Sort(n:word;Var a:t);
Var
i,j:word;
x:integer;
Begin
For i:=2 To n Do
begin
For j:=n DownTo i Do
If a[j-1]>a[j] Then
begin
x:=a[j-1]; a[j-1]:=a[j]; a[j]:=x
end
end
End;{Bubble_Sort}
Шейкерная сортировка
Улучшение алгоритма - это запоминать, производится ли на данном проходе какой-либо обмен. Если нет, то это означает, что алгоритм может закончить работу. Этот процесс улучшения можно продолжить, если запомнить не только сам факт обмена, но и место (индекс) последнего обмена. Все пары соседних элементов с индексами, меньшими этого индекса k, уже расположены в нужном порядке. Поэтому следующие проходы можно заканчивать на этом индексе, вместо того чтобы двигаться до установленной заранее нижней границы i.
Однако внимательный программист заметит здесь странную асимметрию: один неправильно расположенный "пузырек" в "тяжелом" конце рассортированного массива всплывет на место за один проход, а неправильно расположенный элемент в "легком" конце будет опускаться на правильное место только на один шаг на каждом проходе. Улучшение: менять направление следующих один за другим проходов. Полученный в результате алгоритм называют шейкерной сортировкой.
Итак, для того, чтобы тяжелые элементы сразу попадали вниз пузырьковую сортировку выполняют так, чтобы направление прохода было снизу вверх, следующий проход - сверху вниз и так далее.
Procedure Shaker_Sort(n:word;Var a:t);
Var
j,k,l,r:word;
x:integer;
Begin
l:=2; r:=n; k:=n;
Repeat
For j:=r DownTo l Do
If a[j-1]>a[j] Then
begin
x:=a[j-1]; a[j-1]:=a[j]; a[j]:=x; k:=j;
end;
l:=k+1;
For j:=l To r Do
If a[j-1]>a[j] Then
begin
x:=a[j-1]; a[j-1]:=a[j]; a[j]:=x; k:=j;
end;
r:=k-1;
Until l>r
End;{Shaker_Sort}