1.4. Описание работы программы
Программа начинается с цикла, который завершится только если переменная “х” получит не нулевое значение, что и происходит при выборе от а до q пункта меню и выполнится оператор continue;
Далее при помощи конструкции
switch(x)
{
case a:…
case b:…
}
В программе реализованы следующие функции:
a- Создание справочника в памяти(ввод данных) с использованием функция языка С.
b- Вывод справочника на экран с использованием потоковых классов языка С++
c -Удаление записи из справочника
d- Сортировка методом Шелла по полю строкового типа
e- Быстрая сортировка по числовому полю (I)
f -Сортировка методом Шелла по числовому полю (U)
g- Поиска записи в справочнике по части названия марки
s- Сохранение справочника в файле с использованием потоковых классов С++
o- Открытие справочника из файла с использованием потоковых классов С++
q- Выход из программы
1.5. Описание специальных алгоритмов
Сортировка Шелла:
Конкретная последовательность шагов может быть и другой. Единственное правило состоит в том, чтобы последний шаг был равен 1. Например, такая последовательность:
9, 5, 3, 2, 1
дает хорошие результаты и применяется в показанной здесь реализации сортировки Шелла.
void shell(char *items, int count) {
register int i, j, gap, k;
char x, a[5];
a[0]=9; a[1]=5; a[2]=3; a[3]=2; a[4]=1;
for(k=0; k < 5; k++) {
gap = a[k];
for(i=gap; i < count; ++i) {
x = items[i];
for(j=i-gap; (x < items[j]) && (j >= 0); j=j-gap)
items[j+gap] = items[j];
items[j+gap] = x;
}
}
}
Вы могли заметить, что внутренний цикл for имеет два условия проверки. Очевидно, что сравнение x<items[j] необходимо для процесса сортировки. Выражение j>=0 предотвращает выход за границу массива items. Эти дополнительные проверки в некоторой степени понижают производительность сортировки Шелла.
В слегка модифицированных версиях данного метода сортировки применяются специальные элементы массива, называемые сигнальными метками. Они не принадлежат к собственно сортируемому массиву, а содержат специальные значения, соответствующие наименьшему возможному и наибольшему возможному элементам. Это устраняет необходимость проверки выхода за границы массива. Однако применение сигнальных меток элементов требует конкретной информации о сортируемых данных, что уменьшает универсальность функции сортировки.
Анализ сортировки Шелла связан с очень сложными математическими задачами, которые выходят далеко за рамки этой книги. Примите на веру, что время сортировки пропорционально
при сортировке n элементов. Тем не менее, не стоит чрезмерно восхищаться сортировкой Шелла — быстрая сортировка еще лучше.
Быстрая сортировка:
Быстрая сортировка построена на идее деления. Общая процедура заключается в том, чтобы выбрать некоторое значение, называемое компарандом (comparand)[10], а затем разбить массив на две части. Все элементы, большие или равные компаранду, перемещаются на одну сторону, а меньшие — на другую. Потом этот процесс повторяется для каждой части до тех пор, пока массив не будет отсортирован. Например, если исходный массив состоит из символов fedacb, а в качестве компаранда используется символ d, первый проход быстрой сортировки переупорядочит массив следующим образом:
Начало f e d a c b
Проход 1 b c a d e f
Затем сортировка повторяется для обеих половин массива, то есть bса и def. Как вы видите, этот процесс по своей сути рекурсивный, и, действительно, в чистом виде быстрая сортировка реализуется как рекурсивная функция.
Значение компаранда можно выбирать двумя способами — случайным образом либо усреднив небольшое количество значений из массива. Для оптимальной сортировки необходимо выбирать значение, которое расположено точно в середине диапазона всех значений. Однако для большинства наборов данных это сделать непросто. В худшем случае выбранное значение оказывается одним из крайних. Тем не менее, даже в этом случае быстрая сортировка работает правильно. В приведенной ниже версии быстрой сортировки в качестве компаранда выбирается средний элемент массива.
/* Функция, вызывающая функцию быстрой сортировки. */
void quick(char *items, int count){
qs(items, 0, count-1);
}
/* Быстрая сортировка. */
void qs(char *items, int left, int right){
register int i, j;
char x, y;
i = left; j = right;
x = items[(left+right)/2]; /* выбор компаранда */
do {
while((items[i] < x) && (i < right)) i++;
while((x < items[j]) && (j > left)) j--;
if(i <= j) {
y = items[i];
items[i] = items[j];
items[j] = y;
i++; j--;
}
} while(i <= j);
if(left < j) qs(items, left, j);
if(i < right) qs(items, i, right);
}
В этой версии функция quick() готовит вызов главной сортирующей функции qs(). Это обеспечивает общий интерфейс с параметрами items и count, но несущественно, так как можно вызывать непосредственно функцию qs() с тремя аргументами.
Необходимо упомянуть об одном особенно проблематичном аспекте быстрой сортировки. Если значение компаранда в каждом делении равно наибольшему значению, быстрая сортировка становится "медленной сортировкой" со временем выполнения порядка n2. Поэтому внимательно выбирайте метод определения компаранда. Этот метод часто определяется природой сортируемых данных. Например, в очень больших списках почтовой рассылки, в которых сортировка происходит по почтовому индексу, выбор прост, потому что почтовые индексы довольно равномерно распределены — компаранд можно определить с помощью простой алгебраической функции. Однако в других базах данных зачастую лучшим выбором является случайное значение. Популярный и довольно эффективный метод — выбрать три элемента из сортируемой части массива и взять в качестве компаранда значение, расположенное между двумя другими.