实验五指导

实验五查找与排序一、实验目的1、掌握查找的不同方法，并能用高级语言实现查找算法。

2、熟练掌握顺序表的查找方法和有序顺序表的折半查找算法以及静态查找树的构造方法和查找算法。

3、掌握常用的排序方法，并能用高级语言实现排序算法。

4、深刻理解排序的定义和各种排序方法的特点，并能加以灵活运用。

5、了解各种方法的排序过程及依据的原则，并掌握各种排序方法的时间复杂度的分析方法。

二、实验内容下面是查找与排序的部分基本操作实现的算法，请同学们自己设计主函数和部分算法，调用这些算法，完成下面的实验任务。

# define MAX_LENGTH 100typedef int KeyType;/* 顺序查找表的存储类型 */typedef struct //define structure SSTable{ KeyType *elem;int length;}SSTable;/* 在查找表中顺序查找其关键字等于 key 的数据元素。

*/int Search_Seq(SSTable ST,KeyType key) //Search_Seq function{ int i;ST.elem[0]=key;for(i=ST.length;!(ST.elem[i]==key);--i);return (i); //if not find,return i=0}/* 在有序查找表中折半查找其关键字等于 key 的数据元素*/int Search_Seq(SSTable ST,KeyType key) //Search_Seq function{ int mid,low=1,high=ST.length;while(low<=high){ mid=(low+high)/2;if(key==ST.elem[mid])return (mid);else if(key<ST.elem[mid])high=mid-1;elselow=mid+1;}return (0);}/*链地址Hash表类型*/typedef struct node{KeyType key;struct node *next;}CHAINHASH;/*输入一组关键字,建立Hash表，用链地址法处理冲突*/ void create_chain_hash(CHAINHASH *HTC[]){CHAINHASH *p;int i,j;scanf("%d",&i);while(i!=-99){j=i%13;p=(CHAINHASH*)malloc(sizeof(CHAINHASH));p->next=HTC[j];p->key=i;HTC[j]=p;scanf("%d",&i);}}/*输出用链地址法处理冲突的Hash表*/void print_chain_hash(CHAINHASH *HTC[]){int i;CHAINHASH *p;for (i=0;i<13;i++){if(HTC[i]==NULL)printf(" %3d | ^ \n",i);else{p=HTC[i];printf(" %3d | ->",i);while(p!=NULL){printf("%5d->",p->key);p=p->next;}printf("\n");}}}/*在Hash表查找关键字为k的记录是否存在*/int search_chain_hash(CHAINHASH *HTC[], int k) {CHAINHASH *p;int j;j=k%13;p=HTC[j];if(p!=NULL){while((p->key!=k)&&(p->next!=NULL))p=p->next;if(p->key==k)return 1;elsereturn 0;}elsereturn 0;}/*关键字为k的记录不存在于Hash表中，则插入到Hash表中*/void insert_chain_hash(CHAINHASH *HTC[],int i){CHAINHASH *p;int j;j=i%13;p=(CHAINHASH*)malloc(sizeof(CHAINHASH));p->next=HTC[j];p->key=i;HTC[j]=p;}#define MAXSIZE 20/*定义每个记录（数据元素）的结构*/typedef struct { //定义每个记录（数据元素）的结构KeyType key ; //关键字InfoType otherinfo; //其它数据项}RecordType; //例如node.key表示其中一个分量/*定义顺序表L的结构*/typedef struct { //定义顺序表L的结构RecordType r [ MAXSIZE +1 ]; //存储顺序表的向量//r[0]一般作哨兵或缓冲区int length ; //顺序表的长度}SqList; //例如L.r或L.length表示其中一个分量//若r数组是表L中的一个分量且为node类型，则r中某元素的key分量表示为：r[i].key typedef SqList HeapType;/*直接插入排序算法的实现*/void InsertSort ( SqList &L ) { //对顺序表L作直接插入排序int i,j;for ( i = 2; i <=L.length; ++ i ) //直接在原始无序表L中排序if (L.r[i].key < L.r[i-1].key) //若L.r[i]较小则插入有序子表内{ L.r[0]= L.r[i]; //先将待插入的元素放入"哨兵"位置L.r[i]= L.r[i-1]; //子表元素开始后移for ( j=i-2; L.r[0].key < L.r[j].key; --j ) L.r[j+1]= L.r[j];//只要子表元素比哨兵大就不断后移L.r[j+1]= L.r[0]; //直到子表元素小于哨兵，将哨兵值送入//当前要插入的位置（包括插入到表首）} //if}// InsertSort/* 希尔排序算法（其中某一趟的排序操作） */void ShellInsert(SqList &L,int dk){ //对顺序表L进行一趟增量为dk的Shell排序，dk为步长因子int i,j;for(i=dk+1;i<=L.length; ++ i)if(L.r[i].key < L.r[i-dk].key){ L.r[0]=L.r[i];for(j=i-dk; j>0&&(L.r[0].key<L.r[j].key); j-=dk)L.r[j+dk]=L.r[j];L.r[j+dk]=L.r[0];}//if} //ShellInsert//理解难点：不提前处理i子集后部元素，每次只考虑子集的前部（j=j-dk），//第二轮也只考虑i+1那个子集的前部。

/* 希尔排序算法*/void ShellSort(SqList &L,int dlta[ ],int t){ //按增量序列dlta[0…t-1]对顺序表L作Shell排序for(int k=0;k<t;++k){ShellInsert(L,dlta[k]);}} // ShellSort/*一趟快速排序算法（针对一个子表的操作） */int Partition(SqList &L,int low,int high){ //一趟快排//交换子表 r[low…high]的记录，使支点（枢轴）记录到位，并返回其位置。

返回时，在支点之前的记录均不大于它，支点之后的记录均不小于它。

int pivotkey;L.r[0]=L.r[low]; //以子表的首记录作为支点记录，放入r[0]单元pivotkey=L.r[low].key; //取支点的关键码存入pivotkey变量while(low < high) //从表的两端交替地向中间扫描{while(low<high && L.r[high].key>=pivotkey)--high;L.r[low]=L.r[high]; //比支点小的记录交换到低端；while(low<high && L.r[low].key<=pivotkey)++low;L.r[high]=L.r[low]; //比支点大的记录交换到高端；}L.r[low]=L.r[0]; //支点记录到位；return low; //返回支点记录所在位置。

}//Partition/*整个快速排序的递归算法*/void QSort ( SqList &L, int low, int high ){ //对顺序表L中的子序列r[ low…high] 作快速排序int pivot;if ( low < high){pivot = Partition (L,low,high );QSort (L,low,pivot-1);QSort (L,pivot+1,high);} //if} //QSortint SelectMinKey(SqList &L,int i){int j,k,min;min=L.r[i].key;k=i;for(j=i+1;j<=L.length;j++){if(L.r[j].key<min){min=L.r[j].key;k=j;}}return k;}/*简单选择排序的算法*/void SelectSort(SqList &L ) {RecordType re;int i,j;for (i=1; i<L.length; ++i){j = SelectMinKey(L,i);if( i!=j ) {re=L.r[i]; L.r[i]=L.r[j];L.r[j]=re;}} //for} //SelectSort/*建堆算法 (即堆排序算法中的第一步） */void HeapAdjust(HeapType &H, int s,int m){ RecordType rc=H.r[s];int j;for(j=2*s;j<=m;j*=2){if(j<m&&(H.r[j].key<H.r[j+1].key))++j;if(rc.key>H.r[j].key) break;H.r[s]=H.r[j];s=j;}H.r[s]=rc;} // HeapAdjust/*堆排序的算法实现 */void HeapSort (HeapType &H ){//对顺序表H进行堆排序int i;RecordType re;for (i=H.length/2; i>0; --i)HeapAdjust(H,i,H.length ); //for,建立初始堆for (i=H.length; i>1; --i) {re=H.r[1]; H.r[1]=H.r[i]; H.r[i]=re; //交换，要借用tempHeapAdjust(H,1,i-1 ); //从头重建最大堆, i-1=m}}1、顺序表的顺序查找2、有序顺序表的二分查找的算法3、在用拉链法解决冲突的散列表上插入元素4、排序：分别用直接插入排序、希尔排序、快速排序、简单选择排序和堆排序方法对一组序列进行排序。