查找和排序算法的实现(实验七)

实验七查找和排序算法的实现
一．实验目的及要求
（1）学生在实验中体会各种查找和内部排序算法的基本思想、适用场合，理解开发高效算法的可能性和寻找、构造高效算法的方法。

（2）掌握运用查找和排序解决一些实际应用问题。

二.实验内容：
（1）编程实现一种查找算法（如折半查找、二叉排序树的查找、哈希查找等），并计算相应的ASL。

（2）编程实现一种内部排序算法（如插入排序、快速排序等）。

三.实验主要流程、基本操作或核心代码、算法片段（该部分如不够填写，请另加附页）
（1）编程实现一种查找算法（如折半查找、二叉排序树的查找、哈希查找等），并计算相应的ASL。

➢程序代码：
折半查找：
头文件：
#define EQ(a,b) ((a)==(b))
#define LT(a,b) ((a)<(b))
#define maxlength 20
typedef int ElemType;
typedef struct{
ElemType key;
ElemType other;
}card;//每条记录包含的数据项
typedef struct{
card r[maxlength];
int length;
}SSTable;//一张表中包含的记录容量
void Create(SSTable &L);
int Search(SSTable L,int elem);
功能函数：
#include"1.h"
#include"stdio.h"
void Create(SSTable &L)
{
printf("新的线性表已经创建，请确定元素个数（不超过20）\n");
scanf("%d",&L.length);
printf("请按递增序列输入具体的相应个数的整数元素（空格隔开）\n");
for(int i=0;i<L.length;i++)
{
scanf("%d",&L.r[i].key);
}
}
int Search(SSTable L,int elem)
{
if(L.r[L.length-1].key<elem||L.r[0].key>elem)
{
printf("表中没有该元素（不在范围内）\n");
return 0;
}
int low=0,high=L.length-1;
int mid;
while(low<=high)
{
mid=(low+high)/2;
if(EQ(L.r[mid].key,elem)){printf("该元素在第%d位\n",mid+1); return 0;}
else if(LT(elem,L.r[mid].key))
{
high=mid-1;
}
else
{
low=mid+1;
}
}
printf("表中没有该元素（不在范围内）\n");
return 0;
}
主函数：
#include"stdio.h"
#include"1.h"
int main()
{
SSTable L;
Create(L);
printf("\n");
printf("此时的线性表元素：\n");
for(int a=0;a<L.length;a++)
{
printf("%d ",L.r[a].key);
}
printf("\n");
printf("\n");
int elem;
do
{
printf("请输入要查找的元素(输入000表示结束程序)\n");
scanf("%d",&elem);
if(elem!=000)
{
Search(L,elem);
}
}while(elem!=000);
return 0;
}
➢运行结果：
（2）编程实现一种内部排序算法（如插入排序、快速排序等）。

程序代码部分：
直接插入排序
头文件：
#define maxlength 20//最大数据容量
#define OK 1
typedef int Status;
typedef int Other;
typedef int KeyType;
typedef struct{
KeyType key;
Other data;
}Red;
typedef struct{
Red r[maxlength+1];//加了个哨兵的位置
int length;//当前数据个数
}SqList;
Status Init(SqList &L);
Status Insertsort(SqList &L);
功能函数：
#include"stdio.h"
#include"1.h"
Status Init(SqList &L)
{
printf("新的线性表以创建，请确定元素个数（不超过20）\n");
scanf("%d",&L.length);
printf("请输入具体的相应个数的整数元素（空格隔开）\n");
for(int i=1/*将哨兵的位置【0】空出来*/;i<L.length+1;i++)
{
scanf("%d",&L.r[i].key);
}
return OK;
}
Status Insertsort(SqList &L)
{
for(int i=2;i<L.length+1;i++)
{
L.r[0]=L.r[i];//交换的应该是该位置记录的完整数据项，而不仅仅是数据项中的一个key
for(int j=i;j>0&&L.r[0].key<L.r[j-1].key/*这里是依据记录中的数据项key来排序的，所以比较的是key，而不是一条记录的所有数据项*/;j--)
{
L.r[j]=L.r[j-1];
}
L.r[j]=L.r[0];
}
return OK;
}
主函数：
#include"stdio.h"
#include"1.h"
int main()
{
SqList L;
Init(L);
printf("\n");
printf("排序前的线性表元素：\n");
for(int a=1;a<L.length+1;a++)
{
printf("%d ",L.r[a].key);
}
printf("\n");
printf("\n");
Insertsort(L);
printf("排序后的线性表元素：\n");
for(int b=1;b<L.length+1;b++)
{
printf("%d ",L.r[b].key);
}
printf("\n");
return 0;
}
快速排序
头文件：
#define maxlength 20//最大数据容量
#define OK 1
typedef int Status;
typedef int Other;
typedef int KeyType;
typedef struct{
KeyType key;
Other data;
}Red;
typedef struct{
Red r[maxlength+1];//加了个哨兵的位置
int length;//当前数据个数
}SqList;
void Init(SqList &L);
Status Partition(SqList &L,int low,int high);
void QSort(SqList &L,int low,int high);
功能函数：
#include"stdio.h"
#include"1.h"
void Init(SqList &L)
{
printf("新的线性表以创建，请确定元素个数（不超过20）\n");
scanf("%d",&L.length);
printf("请输入具体的相应个数的整数元素（空格隔开）\n");
for(int i=1/*将存放枢轴中关键字所在记录完整信息的位置【0】空出来*/;i<L.length+1;i++)
{
scanf("%d",&L.r[i].key);
}
}
Status Partition(SqList &L,int low,int high)
{
int pivotkey;
pivotkey=L.r[low].key;//用第一条记录的关键字作枢轴
L.r[0]=L.r[low];//存放作为枢轴的关键字所在记录的完整信息
while(low<high)
{
while(low<high&&L.r[high].key>=pivotkey){high--;}//从右端往左
L.r[low]=L.r[high];
while(low<high&&L.r[low].key<=pivotkey){low++;}//从左端往右
L.r[high]=L.r[low];
}
L.r[low]=L.r[0];
return low;
}
void QSort(SqList &L,int low,int high)
{
int pivotloc;
if(low<high)
{
pivotloc=Partition(L,low,high);
QSort(L,low,pivotloc-1);
QSort(L,pivotloc+1,high);
}
}
主函数：
#include"stdio.h"
#include"1.h"
int main()
{
SqList L;
Init(L);
printf("\n");
printf("排序前的线性表元素：\n");
for(int a=1;a<L.length+1;a++)
{
printf("%d ",L.r[a].key);
}
printf("\n");
printf("\n");
printf("请输入无序子列的开始和结束位置（有序子列不用管）\n");
int low,high;
scanf("%d %d",&low,&high);
QSort(L,low,high);
printf("排序后的线性表元素：\n");
for(int b=1;b<L.length+1;b++)
{
printf("%d ",L.r[b].key);
}
printf("\n");
return 0;
➢运行结果：
四.实验结果的分析与评价（该部分如不够填写，请另加附页）
1.快速排序利用了递归的思想；
2.折半查找使用前提为：数列有序
注：实验成绩等级分为（90－100分）优，（80－89分）良，(70-79分)中，（60－69分）及格，（59分）不及格。