Структуры и алгоритмы обработки данных, лабораторная 1, 2, 3.

Задания лабораторных работ выполняются ТОЛЬКО на языке программирования С/С++, среда программирования по выбору студента.
Изучаемые методы обработки данных рекомендуется программно реализовывать в виде отдельных функций (подпрограмм), массивы (последовательности) данных должны передаваться в подпрограммы в качестве параметров. Заполнение массивов данными, вывод их на экран, вычисление вспомогательных величин и пр. необходимо оформлять в виде отдельных подпрограмм.
При выполнении заданий следует обеспечить вывод на экран данных на всех шагах алгоритма. Программа должна иметь дружественный, интуитивно понятный интерфейс (меню пользователя, вывод подсказок, комментарии при вводе/выводе данных и т.д.).
В программе в ходе выполнения алгоритма необходимо предусмотреть подсчет количества сравнений С и количества пересылок М и вывести их экран.
Тестирование разработанной программы необходимо проводить для различных типов входных данных (случайный массив, упорядоченный массив в прямом и обратном порядке). После тестирования необходимо проанализировать полученные результаты, т.е. проверить соответствие полученных экспериментальным путем величин М и С теоретическим оценкам трудоемкости реализованных методов.
Для зачета по лабораторной работе студенту необходимо представить в отдельной папке
• Исходные тексты программ с подробными комментариями;
• Исполняемые файлы;
• Отчет по лабораторной работе.
Отчет должен включать в себя следующие разделы:
• Формулировку задания
• Описание основных методов, используемых в работе;
• Результаты работы программы (в виде файла или в виде скриншота);
• Анализ результатов.

Лабораторная работа 1
Методы сортировки массивов
Цель работы: Освоить методы сортировки массивов.
Порядок выполнения работы:
Разработать подпрограммы сортировки массива целых чисел методами прямого выбора, методом Шелла и методом пирамидальной сортировки (или методом Хоара на выбор).
Отладить правильность работы соритровок на массивах малой длины. Кроме того,
контролировать правильность сортировки 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
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.

Лабораторная работа 2
Быстрые методы сортировки последовательностей.
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.
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 3
Хэширование и поиск
Цель работы: Изучение возможности хэширования данных для организации поиска.
Порядок выполнения работы:
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.
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

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

Организовать поиск элемента с заданным ключом для метода открытой адресации (линейные и квадратичные пробы).

2021 год, зачтено