Структуры и алгоритмы обработки данных. Лабораторные работы №№1-5

Работы выполнены на языке C++.

Лабораторная работа №1:
Задание 1.

Цель работы: Освоить методы сортировки массивов с квадратичной трудоемкостью.

Порядок выполнения работы:

1. Разработать подпрограммы сортировки массива целых чисел методами прямого выбора, методом пузырьковой сортировки и методом шейкерной сортировки.
2. Правильность сортировки проверить путем подсчета контрольной суммы и числа серий в массиве (оформить в виде подпрограммы).

Серией называется неубывающая последовательность элементов массива максимальной длины.
Пример: в массиве 23145314 (23 145 3 14) содержится 4 серии

3. Составить таблицу следующего вида (данные получить экспериментально) для n=100, 200, 300, 400, 500. (n – количество элементов в массиве)

4. Проанализировать полученные результаты, сравнить их с теоретическими оценками трудоемкости.

Лабораторная работа №2:
Цель работы: Освоить быстрые методы сортировки массивов

1. Разработать подпрограммы сортировки массива целых чисел методом Шелла и методом пирамидальной сортировки (или методом Хоара). Проверить правильность сортировки.
2. Исследовать трудоемкость метода Шелла для n=10, 100, …, 500, n – количество элементов в массиве. Определить последовательность шагов для предварительных сортировок по формуле Кнута. Построить таблицу и проанализировать полученные результаты:

3. Составить таблицу следующего вида (данные получить экспериментально) для n= 100, 200, 300, 400, 500. (n – количество элементов в массиве)

4. Проанализировать полученные результаты, сравнить их с теоретическими оценками трудоемкости.

Лабораторная работа №3:
Цель работы: Освоить быстрые методы сортировки последовательностей

Порядок выполнения работы:

1. Разработать подпрограммы сортировки последовательности целых чисел методом прямого слияния (или методом цифровой сортировки).
2. Разработать сервисные функции для работы со списками:
• заполнение списка (стека) возрастающими числами;
• заполнение списка (стека) убывающими числами;
• заполнение списка (стека) случайными числами;
• печать элементов списка;
• подсчет контрольной суммы элементов списка;
• подсчет количества серий в списке.
3. Составить таблицу следующего вида (данные получить экспериментально) для n= 100, 200, 300, 400, 500. (n – количество элементов в массиве)


Проанализировать полученные результаты, сравнить их с теоретическими оценками трудоемкости. Сравнить полученные результаты с трудоемкостью метода прямого выбора и метода пирамидальной сортировки (использовать результаты предыдущих лабораторных работ).

Лабораторная работа №4:
Цель работы: Изучение методов построения индексных массивов и быстрого поиска с использованием индексации.

Порядок выполнения работы:

1. Написать программу «Телефонный справочник», которая обрабатывает данные об абонентах телефонной станции. Каждый абонент имеет имя, адрес, телефонный номер. В программе описать массив абонентов (назовем его справочник). В справочнике должно быть не менее 10 элементов, которые заполняются либо программно, либо считываются из файла.
2. Разработать подпрограмму создания в памяти компьютера индексного массива для упорядочивания справочника (воспользоваться любым методом сортировки, кроме пузырькового). Применить разработанную подпрограмму для создания индексных массивов упорядочивания (в прямом порядке) справочника по имени, адресу и номеру телефона абонента. Вывести на экран исходный массив абонентов и содержимое построенных индексных массивов.
3. Разработать подпрограмму вывода на экран упорядоченного справочника. Применить разработанную подпрограмму для вывода на экран справочника, упорядоченного по возрастанию имени абонента, адреса абонента и номера телефона абонента.
4. Разработать подпрограмму поиска в справочнике с использованием индексного массива. Применить разработанную подпрограмму для поиска абонента по имени, адресу и номеру телефона. Ключ для поиска вводить с клавиатуры.

Лабораторная работа №5:
Цель работы: Изучение возможности хэширования данных для организации поиска.

Порядок выполнения работы:

1. Разработать подпрограмму хеширования массива целых чисел методом прямого связывания и подпрограмму поиска в хэш-таблице элемента по заданному ключу. Вывести на экран построенную хэш-таблицу.
2. Реализовать подпрограмму хеширования массива целых чисел методом открытой адресации. Для разрешения коллизий использовать линейные и квадратичные пробы. Вывести на экран заполненные хеш-таблицы для m=11 в виде:

3. Подсчитать и сравнить количество коллизий при линейных и квадратичных пробах. Построить таблицу и проанализировать полученные результаты:

Все работы зачтены