Лабораторная работа «Алгоритмы сортировки элементов в массиве»

Лабораторная работа №7

Тема: «Алгоритмы сортировки элементов в массиве»

Цель: научится использовать алгоритмы сортировки элементов в массиве в языке программирования Turbo Pascal.

Теоретическая часть.

Сортировка элементов в массиве представляет собой процесс упорядочения элементов в порядке возрастания или убывания их значений.

Существует большое количество алгоритмов сортировки, но все они базируются на трех основных:

• сортировка обменом (метод «пузырька»);

• сортировка выбором;

• сортировка вставкой.

Задан массив Y из n целых чисел. Расположить элементы массива в порядке возрастания их значений.

Сортировка методом "пузырька"

Сортировка пузырьковым методом является наиболее известной. Ее популярность объясняется запоминающимся названием, которое происходит из-за подобия процессу движения пузырьков в резервуаре с водой, когда каждый пузырек находит свой собственный уровень, и простотой алгоритма.

Сортировка методом "пузырька" использует метод обменной сортировки и основана на выполнении в цикле операций сравнения и при необходимости обмена соседних элементов. Рассмотрим алгоритм пузырьковой сортировки более подробно.

Сравним первый элемент массива со вторым, если первый окажется больше второго, то поменяем их местами. Те же действия выполним для второго и третьего, третьего и четвертого, i-го и (i+1)-го, (n-1)-го и n-го элементов. В результате этих действий самый большой элемент станет на последнее n-е место. Теперь повторим данный алгоритм сначала, но последний n-й элемент, рассматривать не будем, так как он уже занял свое место. После проведения данной операции самый большой элемент оставшегося массива станет на (n-1)-е место. Так повторяем до тех пор, пока не упорядочим весь массив.

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 5 4

(1 4 5 2 8) (1 4 2 5 8), Меняет местами, так как 5 2

(1 4 2 5 8) (1 4 2 5 8), Теперь, ввиду того, что элементы стоят на своих местах (8 5), 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 4 2

(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)

Теперь массив отсортирован и алгоритм может быть завершён.

Нетрудно заметить, что для преобразования массива, состоящего из n элементов, необходимо просмотреть его n-1 раз, каждый раз уменьшая диапазон просмотра на один элемент.

Блок-схема описанного алгоритма приведена на рисунке 1. Обратите внимание на то, что для перестановки элементов (блок 4) используется буферная переменная b, в которой временно хранится значение элемента, подлежащего замене.

Совет. Для перестановки элементов в массиве по убыванию их значений необходимо при сравнении элементов массива заменить знак на .