实验五查找及排序讲解

实验五 查找及排序实验课程名： 数据结构与算法一、实验目的及要求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。

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、实验内容任务一：顺序表的顺序查找。

有序表的折半查找。

完成下列程序，该程序实现高考成绩表（如下表所示）的顺序查找，在输出结果中显示查找成功与查找不成功信息。

解答：（1）源代码：#include<stdio.h> // EOF(=^Z 或F6),NULL #include<stdlib.h> // atoi() #include<io.h> // eof()#include<math.h> // floor(),ceil(),abs() #include<process.h> // exit() #include<iostream.h> // cout,cin // 函数结果状态代码 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define OK 1 #define ERROR 0#define INFEASIBLE -1// #define OVERFLOW -2 因为在math.h 中已定义OVERFLOW 的值为3,故去掉此行typedef int Status; // Status 是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK 等typedef int Boolean; // Boolean 是布尔类型,其值是TRUE 或FALSE #define MAX_LENGTH 100 #include<string.h>准考证号 姓名 各科成绩 总分政治语文 外语 数学 物理 化学 生物 179328 何芳芳 85 89 98 100 93 80 47 592 179325 陈红 85 86 88 100 92 90 45 586 179326 陆华 78 75 90 80 95 88 37 543 179327 张平 82 80 78 98 84 96 40 558 179324赵小怡76 85 94 57 7769 44502#include<ctype.h>#include<malloc.h> // malloc()等#include<limits.h> // INT_MAX等#include<stdio.h> // EOF(=^Z或F6),NULL#include<stdlib.h> // atoi()#include<io.h> // eof()#include<math.h> // floor(),ceil(),abs()#include<process.h> // exit()#include<iostream.h> // cout,cin// 函数结果状态代码#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1// #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等typedef int Boolean; // Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE#define N 5 // 数据元素个数#define EQ(a,b) ((a)==(b))#define LT(a,b) ((a)<(b))#define LQ(a,b) ((a)<=(b))typedef long KeyType; // 设关键字域为长整型#define key number // 定义关键字为准考证号struct ElemType // 数据元素类型(以教科书图9.1高考成绩为例){long number; // 准考证号，与关键字类型同char name[9]; // 姓名(4个汉字加1个串结束标志)int politics; // 政治int Chinese; // 语文int English; // 英语int math; // 数学int physics; // 物理int chemistry; // 化学int biology; // 生物int total; // 总分};typedef struct {ElemType *elem; // 数据元素存储空间基址，建表时按实际长度分配，0号单元留空int length; // 表长度}SSTable;void Creat_Seq(SSTable &ST,ElemType r[],int n){ // 操作结果：由含n个数据元素的数组r构造静态顺序查找表STint i;ST.elem=(ElemType*)calloc(n+1,sizeof(ElemType)); // 动态生成n+1个数据元素空间(0号单元不用)if(!ST.elem)exit(ERROR);for(i=1;i<=n;i++)ST.elem[i]=r[i-1]; // 将数组r的值依次赋给STST.length=n;}void Ascend(SSTable &ST){ // 重建静态查找表为按关键字非降序排序int i,j,k;for(i=1;i<ST.length;i++){k=i;ST.elem[0]=ST.elem[i]; // 待比较值存[0]单元for(j=i+1;j<=ST.length;j++)if LT(ST.elem[j].key,ST.elem[0].key){k=j;ST.elem[0]=ST.elem[j];}if(k!=i) // 有更小的值则交换{ST.elem[k]=ST.elem[i];ST.elem[i]=ST.elem[0];}}}void Creat_Ord(SSTable &ST,ElemType r[],int n){ // 操作结果：由含n个数据元素的数组r构造按关键字非降序查找表ST Creat_Seq(ST,r,n); // 建立无序的查找表STAscend(ST); // 将无序的查找表ST重建为按关键字非降序查找表}Status Destroy(SSTable &ST){ // 初始条件：静态查找表ST存在。

操作结果：销毁表STfree(ST.elem);ST.elem=NULL;ST.length=0;return OK;int Search_Seq(SSTable ST,KeyType key){ // 在顺序表ST中顺序查找其关键字等于key的数据元素。

若找到，则返回// 该元素在表中的位置，否则返回0。

算法9.1int i;ST.elem[0].key=key; // 哨兵for(i=ST.length;!EQ(ST.elem[i].key,key);--i); // 从后往前找return i; // 找不到时，i为0}void Traverse(SSTable ST,void(*Visit)(ElemType)){ // 初始条件：静态查找表ST存在，Visit()是对元素操作的应用函数// 操作结果：按顺序对ST的每个元素调用函数Visit()一次且仅一次ElemType *p;int i;p=++ST.elem; // p指向第一个元素for(i=1;i<=ST.length;i++)Visit(*p++);}void print(ElemType c) // Traverse()调用的函数{printf("%-8ld%-8s%4d%5d%5d%5d%5d%5d%5d%5d\n",c.number,,c.politics,c.Chinese,c.English,c.math,c.physics,c.chemistry,c.biology,c.total);}int main(){ElemType r[N]={{179328,"何芳芳",85,89,98,100,93,80,47},{179325,"陈红",85,86,88,100,92,90,45},{179326,"陆华",78,75,90,80,95,88,37},{179327,"张平",82,80,78,98,84,96,40},{179324,"赵小怡",76,85,94,57,77,69,44}}; // 数组不按关键字有序SSTable st;int i;long s;for(i=0;i<N;i++) // 计算总分r[i].total=r[i].politics+r[i].Chinese+r[i].English+r[i].math+r[i].physics+r[i].chemistry+r[i].biology;Creat_Seq(st,r,N); // 由数组r产生顺序静态查找表stprintf("准考证号姓名政治语文外语数学物理化学生物总分\n");Traverse(st,print); // 按顺序输出静态查找表stprintf("请输入待查找人的考号: ");scanf("%ld",&s);i=Search_Seq(st,s); // 顺序查找if(i)print(st.elem[i]);elseprintf("没找到\n");Destroy(st);return 0;}（2）运行结果：（3）运行结果分析：运用顺序结构完成查询。

任务二：哈希表的开放定址法算法。

在输出结果中显示查找成功与查找不成功信息。

解答：（1）源代码：#include<string.h>#include<ctype.h>#include<malloc.h> // malloc()等#include<limits.h> // INT_MAX等#include<stdio.h> // EOF(=^Z或F6),NULL#include<stdlib.h> // atoi()#include<io.h> // eof()#include<math.h> // floor(),ceil(),abs()#include<process.h> // exit()#include<iostream.h> // cout,cin// 函数结果状态代码#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1// #define OVERFLOW -2 因为在math.h中已定义OVERFLOW的值为3,故去掉此行typedef int Status; // Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK等typedef int Boolean; // Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE#define EQ(a,b) ((a)==(b))#define LT(a,b) ((a)<(b))#define LQ(a,b) ((a)<=(b))#define N 11 // 数据元素个数#define SUCCESS 1#define UNSUCCESS 0#define DUPLICATE -1#define NULL_KEY 0 // 0为无记录标志#define N 10 // 数据元素个数typedef int KeyType; // 设关键字域为整型struct ElemType // 数据元素类型{KeyType key;int ord;};int hashsize[]={11,19,29,37}; // 哈希表容量递增表，一个合适的素数序列int m=0; // 哈希表表长，全局变量struct HashTable{ElemType *elem; // 数据元素存储基址，动态分配数组int count; // 当前数据元素个数int sizeindex; // hashsize[sizeindex]为当前容量};void InitHashTable(HashTable &H){ // 操作结果：构造一个空的哈希表int i;H.count=0; // 当前元素个数为0H.sizeindex=0; // 初始存储容量为hashsize[0]m=hashsize[0];H.elem=(ElemType*)malloc(m*sizeof(ElemType));if(!H.elem)exit(OVERFLOW); // 存储分配失败for(i=0;i<m;i++)H.elem[i].key=NULL_KEY; // 未填记录的标志}void DestroyHashTable(HashTable &H){ // 初始条件：哈希表H存在。