摘要:最近在学习排序算法的时候,需要利用程序自动生成测试数据,代码和思路整理在这篇文章里面。欢迎常来设计思路因为会被很多排序算法调用,所以,数据自动生成代码应该放在头文件中。
最近在学习排序算法的时候,需要利用程序自动生成测试数据,代码和思路整理在这篇文章里面。
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1. 设计思路因为会被很多排序算法调用,所以,数据自动生成代码应该放在.h头文件中。为了防止命名冲突,函数被封装在“命名空间”中(代码中命名空间是: SortTestHelper)。
而对于排序来说,自动生成数据的类型需要有以下几种:
[a, b]范围内的n个随机数据,比如:1、2、100、-1...
n个近乎有序的数据,比如:1、2、3、7、5、6、4...
n个近乎相同的数据,比如:1、1、1、2、2、2、2、2...
除此之外,还需要数组浅拷贝、打印的函数,以及验证是否排序成功和测试排序时间的函数。
2. 用的知识点srand(time(NULL)) 与 rand() : 设立随机种子,生成随机数
clock() : 用来算法运行前后的计算时钟周期差值,再除以CLOCKS_PER_SEC 即为运行秒数。
函数式编程 : 使用函数指针,方便调用和测试排序函数
其中rand()函数能生成 0 到MAX_INT之间的随机整数。如果想生成[0, n)之间的整数,需要取余操作:int x = rand() % n;;如果想生成[left, right]之间的整数,需要进行偏移:int x = rand() % (right - left + 1) + left;
3. 代码实现// // Created by GodBMW.com on 2018/9/11. // #ifndef BASESORT_SORTHELPER_H #define BASESORT_SORTHELPER_H #include#include #include #include using namespace std; namespace SortTestHelper { // 生成[left, right]范围内n个随机数 template T* generateRandomArray(int n, int left, int right) { assert( left <= right ); T *arr = new T[n]; srand(time(NULL)); // set random seed for(int i = 0; i < n; i++) { arr[i] = rand() % (right - left + 1) + left; } return arr; } // 生成[0, n)范围内n个近乎有序的随机数 template T* generateNearlyOrderedArray(int n, int swap_times) { T *arr = new T[n]; srand(time(NULL)); // 先生成长度为n的有序数组 for(int i = 0; i < n; i++) { arr[i] = i + 1; } // 随机选取其中2个数据,交换 swap_times 次 for(int i = 0; i < swap_times; i++) { int pos_x = rand() % n; int pos_y = rand() % n; swap(arr[pos_x], arr[pos_y]); } return arr; } template T* copyArray(T arr[], int length) { T* brr = new T[length]; // 注意检查brr数组大小 copy(arr, arr + length, brr); return brr; } template void printArray(T arr[], int length) { for(int i = 0; i < length; i++) { cout<< arr[i] << " "; } cout<< endl; return; } template bool isSorted(T arr[], int length) { for(int i = 0; i < length-1; i++) { if(arr[i] > arr[i + 1]) { return false; } } return true; } // 第三个参数是函数指针,传入后,可以在本函数内运行被传入的函数 template void testSort(T arr[], int length, void(*sort)(T[], int), string name) { clock_t startTime = clock(); sort(arr, length); clock_t endTime = clock(); assert(isSorted(arr, length)); cout << name << " : " << double(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC << " seconds" << endl; // endTime - startTime: 时钟周期 return; } } #endif //BASESORT_SORTHELPER_H
我们没有实现第二部分所说的 生成n个近乎相同的数据,比如:1、1、1、2、2、2、2、2...。因为可以借助 generateRandomArray 函数,比如:SortTestHelper::generateRandomArray(10000, 0, 10)。生成[0,10]区间内 10000 个整数,那么不就是近乎相同的吗?
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