实验八各种查找算法性能比较

《数据结构》课程设计课程设计题目: 各种查找算法性能比较姓名: 宋京院系: 计算机学院专业:软件工程年级: 12级学号: E01214018指导教师: 王爱平2014年 11月2日目录1课程设计的目的 (3)2 需求分析 (3)3.1概要设计 (3)3.2详细设计 (4)3.3源程序 (4)3.3调试分析 (8)3.4运行结果 (9)4 小结 (9)5 参考文献 (9)1.课程设计的目的(1) 熟练使用 C 语言编写程序，解决实际问题;(2) 了解并掌握数据结构与算法的设计方法，具备初步的独立分析和设计能力;(3) 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;(4) 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;2.需求分析程序通过使用不同查找算法在2000个随机数中查找一个数，比较不同算法的查找时间，从而得出算法性能。

使用的算法有二分查找算法、二叉查找算法、散列查找算法。

3.1概要设计使用数组来存放产生的2000个随机数并随机产生一个需查找的随机数，使用静态查找、动态查找、散列查找查找算法的函数3.2详细设计3.3源程序#include<iostream>#include<stdlib.h>#include<time.h>using namespace std;template<class T>int Find_s(T data[], int n,T key,int &num)//顺序查找(从n维数组中查找key,并且给出比较的次数icmp {num=0;for(int i=0;i<n;i++){num++;if(data[i]==key)return i;}return -1;}template<class T>int Find_t(T data[], int n,T key,int &num)//二分查找(从n维数组中查找key,并且给出比较的次数icmp{int i=0,j=n-1;num=0;while(data[(i+j)/2]!=key&&i<=j){num++;if(data[(i+j)/2]>key)j=(i+j)/2-1;elsei=(i+j)/2+1;}if(i>j)return -1;return (i+j)/2;}///以下是二叉查找树查找法template<class T>class BintreeNode{public:T data;BintreeNode* left;BintreeNode*right;BintreeNode():left(0),right(NULL){}BintreeNode(T item):data(item),left(NULL),right(NULL){}~BintreeNode(){if(left!=0)delete left;if(right!=0)delete right;}};template<class T>class Bintree{public:int num1;BintreeNode<T>* root;BintreeNode<T>* Find_bt(T key,int &num,int itype=0)//一个二叉树查找算法，itype=1时有插入功能（不同的值时）{num=0;if(root==0){num++;if(itype==0)return NULL;else{num1++;return root=new BintreeNode<T>(key);}}else{BintreeNode<T>* ptr=root,*p;while(ptr!=NULL){num++;p=ptr;if(ptr->data==key)return ptr;else{if(ptr->data>key)ptr=ptr->left;elseptr=ptr->right;}}if(itype){num1++;if(p->data>key)return p->left=new BintreeNode<T>(key);elsereturn p->right=new (BintreeNode<T>)(key);}return NULL;}//else}//Find_btBintree():root(0),num1(0){}~Bintree(){delete root;}};int compare(const void* a,const void* b){return *(int *)a-*(int *)b;}template<class T>class Link{public:T data;Link<T>* next;Link<T>():next(0){}Link<T>(T item):data(item),next(0){}~Link<T>(){if(next) delete next;}};template<class T>class LinkList{public:Link<T>* first;LinkList<T>():first(0){}~LinkList<T>(){if(first)delete first;}Link<T>* Find_hash(T key,int &num,int ntype=0)//查找与插入,当ntype=1时为插入{num=0;if(first==0){num++;if(ntype)return first=new Link<T>(key);elsereturn NULL;}else{Link<T>*ptr=first,*p;while(ptr!=NULL){num++;p=ptr;if(ptr->data==key)return ptr;ptr=ptr->next;}if(ntype)return p->next=new Link<T>(key);return NULL;}}};template<class T>class Hash{public:LinkList<T>* hashlist;int size;Hash<T>(int n=113):size(n){hashlist=new LinkList<T>[n];}~Hash<T>(){delete []hashlist;}void init_hash(T data[],int n)//初始化哈希查找表-----拉链法冲突调节{int t;for(int i=0;i<n;i++){int pos=data[i]%size;hashlist[pos].Find_hash(data[i],t,1);}}Link<T>* Find_hash(T key,int &num)//查找关键词采用除法杂凑函数{int pos=key%size;return hashlist[pos].Find_hash(key,num);}};int main(){srand(time(0));do{int n=rand()%100000+1000;int *a=new int[n];for(int i=0;i<n;i++)a[i]=rand()%100000;int key=rand()%n;int num;int j=Find_s(a,n,key,num);//使用顺序查找法查找key值的位置cout<<"数据总数:"<<n<<"\t查找关健字key:"<<key<<"\t查找比较次数:num\n顺序查找法：\npos:"<<j<<"\tdata:"<<a[j]<<" num:"<<num<<endl;Bintree<int> btree;for(int k=0;k<n;k++)btree.Find_bt(a[k],num,1);//未排序之前插入到二叉查找树中qsort(a,n,sizeof(int),compare);//对数组进行升序排序cout<<"二分查找法："<<endl;cout<<"pos:"<<Find_t(a,n,key,num)<<"\tnum:";//使用二分查找法查找key值的位置cout<<num<<endl;cout<<"二叉查找树："<<endl;cout<<"data:"<<(btree.Find_bt(key,num)==NULL?-1:btree.Find_bt( key,num)->data );cout<<"\tnum:"<<num<<endl;//"\tnum:"<<btree.num<<endl;Hash<int > hash(1000);hash.init_hash(a,n);cout<<"哈希表查找："<<endl;cout<<"data:"<<((hash.Find_hash(key,num)==NULL)?-1:(hash.Find_ hash(key,num))->data);cout<<"\tnum:"<<num<<endl;}while(getchar()-'0');//直到输入为'0'时结束，一直按Enter可以继续进行运算return 0;}3.4调试分析通过调用三种函数、三种查找算法对随机数的查找可以得出性能由高到底以此为散列查找、二分法查找、二叉查找法。