数据结构排序算法可视化设计

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1、数据结构排序算法可视化设计　　摘要：可视化已经成为现代信息技术发展过程中不可或缺的技术，而实现数据结构排序的可视化可以更好地为教学服务，成为教学过程中必不可少的教学软件。数据结构排序可视化可以将各种各样的排序用动态的方式展现在教师和学生面前，有助于教师讲解，也有利于学生理解和学习。关键词：数据结构；排序；可视化中图分类号：TP311.5文献标志码：A文章编号：1673-291X（2013）29-0253-03引言4在科学高速发展的21世纪，计算机得到了广泛的应用。在时代的需求下，人们对知识的需求也越来越高。为了人们便于理解和掌握更多复杂

2、的知识，所以可视化技术成为了人们学习复杂知识的工具。那么，什么是可视化呢？可视化（Visualization）是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。它涉及到计算机图形学、图像处理、计算机视觉、计算机辅助设计等多个领域，成为研究数据表示、数据处理、决策分析等一系列问题的综合技术。目前正在飞速发展的虚拟现实技术也是以图形图像的可视化技术为依托的。可视化把数据转换成图形，给予人们深刻与意想不到的洞察力，在很多领域使科学家的研究方式发生了根本变化。可视化技术的应用大至高速飞行

3、模拟，小至分子结构的演示，无处不在。在互联网时代，可视化与网络技术结合使远程可视化服务成为现实，可视区域网络因此应运而生。数据结构是由数据元素依据某种逻辑联系组织起来的。对数据元素间逻辑关系的描述称为数据的逻辑结构；数据必须在计算机内存储，数据结构的实现方式是数据存储结构，是其在计算机内的表示；此外讨论一个数据结构必须同时讨论在该类数据上执行的运算才有意义。在许多类型的程序的设计中，数据结构的选择是一个基本的设计考虑因素。许多大型系统的构造经验表明，系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。许多时候，确定

4、了数据结构后，算法就容易得到了。有些时候事情也会反过来，我们根据特定算法来选择数据结构与之适应。不论哪种情况，选择合适的数据结构都是非常重要的。排序算法是数据结构学科经典的内容，其中内部排序现有的算法有很多种，其中包含冒泡排序，直接插入排序，简单选择排序，希尔排序，快速排序，堆排序等，各有其特点。一、设计目的本次我4们的创新实践项目就是研究关于数据结构的可视化。简单来说，数据结构可视化就是利用计算机的编程语言将数据结构的内容以动态的方式表现出来。这就为数据结构的学习带来很多的方便，更容易让人们理解。通过本次实践项目的研究，可以提高学生的

5、思维能力，促进学生的综合应用能力和专业素质的提高；可以学习并掌握数据结构与算法计，使学生能够有独立的分析能力和设计能力，初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能，提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力。下面我们重点来讲解一下关于本次研究项目的具体构思和实现方式。二、具体实现按要求选择不同的操作。选择后根据不同的选择进行不同的操作，最终达到对各种排序的可视化。系统设计如图1所示。（一）分析各种排序算法的特点1.冒泡排序这是一种较简单的排序方法，它重复地走访要排序的数列，如果他们的顺序错误就

6、把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。2.插入排序4每次从无序表中取出第一个元素，把它插入到有序表的合适位置，使有序表仍然有序。第一趟比较前两个数，然后把第二个数按大小插入到有序表中；第二趟把第三个数据与前两个数从后向前扫描，把第三个数按大小插入到有序表中；依次进行下去，进行了（n-1）趟扫描以后就完成了整个排序过程。3.选择排序它的基本思想是：对待排记录（R1，R2，...，Rn）进行n次选择操作。其中第i次操作是选择第i个小（或大）的记录放在第i个（或n-i+1个）位置上，从而得到

7、一个新的记录数曾1的有序表。4.快速排序首先检查数据列表中的数据数，如果小于两个，则直接退出程序。如果有超过两个以上的数据，就选择一个分割点将数据分成两个部分，小于分割点的数据放在一组，其余的放在另一组，然后分别对两组数据排序。5.希尔排序先取一个正整数d14