查找算法的实现和应用
实验4查找算法的实现和应用
实验目的
1.熟练掌握静态查找表的查找方式
2.熟练掌握动态查找表的查找方式
实验内容
1.用顺序查找法对表进行查找
2.用二分查找法对表进行查找
3.建立二叉排序树并对该树进行查找
顺序查找法如下所示:
intSeqsch(ElemType A[ ],intn,KeyType K)
{//从顺序表A的n个元素中顺序查找关键字为K的元素,若成功返回其下标,否则返回-1
inti;
for( i=0;i { if(A[i].key==K) break;} if(i<=n-1) //查找成功返回下标,否则返回-1 return i; elsereturn -1;} 二分查找法如下所示 int BinarySearch(int *array, int aSize, int key) { if ( array == NULL || aSize == 0 ) return -1; int low = 0; int high = aSize - 1; int mid = 0; while ( low <= high ) { mid = (low + high )/2; if ( array[mid] < key) low = mid + 1; else if ( array[mid] > key ) high = mid - 1; else return mid; } return -1; } 二叉排序树查找如下(伪代码)void Create(BiTNode *B) //建立 { int m; char r; BiTNode *p,*q; p=NULL; printf("请输入顶点数据:"); while(r!='\n') { scanf("%d%c",&m,&r); if(p==NULL) { B->data=m; p=B;} else { q=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode)); q->data=m; q->lchild=NULL;q->rchild=NULL; p=B; while(p->data!=q->data) { if(p->data { if(p->rchild==NULL) p->rchild=q; p=p->rchild;} else { if(p->lchild==NULL) p->lchild=q; p=p->lchild;}}}}} void Search(BiTNode *B,int key)//查找 { BiTNode *p; p=B; while(p!=NULL&&p->data!=key) { if(p->data p=p->rchild; else p=p->lchild;} if(p==NULL) printf("数据不存在\n",key); else printf("数据存在\n",key); printf("\n");} 对分查找算法及程序实现 一、设计思想 对分查找是计算机科学中的一个基础算法。对于一个基础算法的学习,同样可以让学生在一定的情境下,经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程。本堂课以一个游戏暖场,同时激活学生的思维,引导学生去探索游戏或生活背后的科学原理。为了让学生在教师的引导下能自我解析算法的形成过程,本课分解了问题动作,找出问题的全部可能情况,在对全部可能情况总结归纳的情况下,得出对分查找的基础算法,最后在程序中得到实现,从而使学生建立起对分查找算法形成的科学逻辑结构。 二、教材分析 本课的课程标准内容: (一)计算机解决问题的基本过程(1)结合实例,经历分析问题、确定算法、编程求解等用计算机解决问题的基本过程,认识算法和程序设计在其中的地位和作用。 (三)算法与问题解决例举 C 查找、排序与问题解决 (2)通过实例,掌握使用数据查找算法设计程序解决问题的方法。 本课的《学科教学指导意见》内容: 基本要求:1.初步掌握对分查找算法。 2.初步掌握对分查找算法的程序实现。 教材内容:第二章算法实例 2.4.3对分查找和第五章5.4查找算法的程序实现,课题定为对分查找算法及程序实现,安排两个课时,第一课时着重是对分查找算 法的形成和初步程序实现,第二课时利用对分查找算法解决一些实际问题的程序实现,本教学设计为第一课时。 从《课程标准》和《学科教学指导意见》对本课教学内容的要求来看,要求学生能从问题出发,通过相应的科学步骤形成对分查找的算法。对学生来说,要求通过这一课时的学习能初步掌握或了解对分查找的前提条件、解决问题的对象,明确对分查找算法结构和对分查找的意义。 三、学情分析 学生应该已经掌握程序设计的基本思想,掌握赋值语句、选择语句、循环语句的基本用法和VB基本操作,这节课学生可能会遇到的最大问题是:如何归纳总结对分查找解决不同情况问题的一般规律,鉴于此,在教学中要积极引导学生采取分解动作、比较迁移等学习策略。 四、教学目标 知识与技能:理解对分查找的概念和特点,通过分步解析获取对分查找的解题结构,初步掌握对分查找算法的程序实现。 过程与方法:通过分析多种不同的可能情况,逐步归纳对分查找的基本思想和方法,确定解题步骤。 情感态度与价值观:通过实践体验科学解题的重要性,增强效率意识和全局观念,感受对分查找算法的魅力,养成始终坚持、不断积累才能获得成功的意志品质。 五、重点难点 教学重点和难点:分解并理解对分查找的过程。 六、教学策略与手段 1、教学线索:游戏引领---提出对分查找原理--- 解析对分查找的算法特征---实践解决问题。 一判断题 1.顺序查找法适用于存储结构为顺序或链接存储的线行表。 2.一个广义表可以为其他广义表所共享。 3.快速排序是选择排序的算法。 4.完全二叉树的某结点若无左子树,则它必是叶子结点。 5.最小代价生成树是唯一的。 6.哈希表的结点中只包含数据元素自身的信息,不包含任何指针。 7.存放在磁盘,磁带上的文件,即可意识顺序文件,也可以是索引文件。8.折半查找法的查找速度一定比顺序查找法快。 二选择题 1.将两个各有n个元素的有序表归并成一个有序表,其最少的比较次数是()。 A. n B. 2n-1 C. 2n D. n-1 2.在文件"局部有序"或文件长度较小的情况下,最佳内部排序的方法是()。 A. 直接插入排序 B.气泡排序 C. 简单选择排序 D. 快速排序 3.高度为K的二叉树最的结点数为()。 A. 2 4.一个栈的输入序列是12345,则占的不可能的输出序列是() A.54321 B. 45321 C.43512 D.12345 5.ISAM文件和V ASM文件属于() A索引非顺序文件 B. 索引顺序文件 C. 顺序文件 D. 散列文件 6. 任何一棵二叉树的叶子结点在先序,中序和后序遍历序列中的相对次序() A. 不发生变化 B. 发生变化 C. 不能确定 D. 以上都不对 7.已知某二叉树的后序遍历序列是dabec, 中序遍历序列是debac , 它的前序遍历是()。 A. acbed B. decab C. deabc D.cedba 三.填空题 1.将下图二叉树按中序线索化,结点的右指针指向(),Y的左指针指向() B D C X E Y 2.一棵树T中,包括一个度为1的结点,两个度为2的结点,三个度为3的结点,四各度为4的结点和若干叶子结点,则T的叶结点数为() 第三节排序和查找 一、教材分析 排序和查找算法是一种数据处理问题最常用的算法思想,在日常生活和学习过程中,经常需要对各种数据进行查找,而且总是希望要查找的数据井然有序,这样可以节约时间和精力,其实就是排序问题,在绝大多数情况下,查找是和排序紧密结合在一起的。本节在编写上力求前面体现排序和查找算法的基本思想,设计了一个典型的“运动员比赛成绩管理问题”,本节在设计上,就是让学生通过经历一个充分体现查找和排序的活动的算法分析设计过程,体验和感受相对比较简单的冒泡排序法和顺序查找法的基本思想,了解排序和查找的应用场合。在实践示例中通过与基本排序查找算法对比引入改良的算法选择排序法和二分查找法,让学生深入理解和掌握排序和查找算法的基本思想。通过运动会管理程序不同模块对数组的引用,让学生了解变量的作用范围。通过课堂三个教学活动的分析设计,让学生深入理解和体会模块化程序设计思想。排序和查找算法的原理与解析法和穷举法相比复杂了一些,如果通过大量的实践应用,也是很容易掌握的,在学习指引中有明确的描述。 在活动设计上,用到了两个“分析”和一个“实现”,旨在让学生重点关注冒泡法的分析过程和顺序查找法的分析过程,并在程序实现的过程中,体会变量的作用范围和两个分析子程序的调用过程,在宏观上渗透模块化程序设计思想。 1.教学活动一分析:分析比赛成绩排序算法并编写程序 3.教学活动三分析:实现运动会管理的应用程序 4.选择排序算法及示例分析: 选择排序算法是对冒泡排序算法的改进,通过下面的活动分析,旨在让学生在对比分析过程中掌握排序的基本思想。熟练掌握两种排序算法的使用过程及关键问题的处理过程,尤其是不同排序算法之间的排序原理的区别,决定了学生在今后解决实际问题中选择何种排序算法的重要依据,是学生算法分析素养的提升的关键环节。 示例:寻找一个数列中最小数的方法 查询过程:采用循环和选择程序结构,按顺序逐一比较数列中相邻的两个数,通过交换位置或记忆位置的方式,找到最小数。 5.二分查找算法及示例分析: 二分查找算法是对顺序查找算法的改进,通过下面的活动分析,旨在让学生在对比分析过程中掌握不同的查询思想。熟练掌握两种查询算法的使用过程及关键问题的处理过程,尤其是不同查询算法之间的查询分析过程的区别,决定了学生在今后解决实际问题中选择何种查询算法的重要依据,是学生算法分析素养的提升的关键环节。 示例:在有序数列A{3,16,20,27,35,39,46,48,55,73}中查找20和71 陕西科技大学实验报告 班级学号姓名实验组别 实验日期室温报告日期成绩 报告内容:(目的和要求、原理、步骤、数据、计算、小结等) 实验名称:查找与排序算法的实现和应用 实验目的: 1. 掌握顺序表中查找的实现及监视哨的作用。 2. 掌握折半查找所需的条件、折半查找的过程和实现方法。 3. 掌握二叉排序树的创建过程,掌握二叉排序树查找过程的实现。 4. 掌握哈希表的基本概念,熟悉哈希函数的选择方法,掌握使用线性探测法和链地址法进行冲突解决的方 法。 5. 掌握直接插入排序、希尔排序、快速排序算法的实现。 实验环境(硬/软件要求):Windows 2000,Visual C++ 6.0 实验内容: 通过具体算法程序,进一步加深对各种查找算法的掌握,以及对实际应用中问题解决方 法的掌握。各查找算法的输入序列为:26 5 37 1 61 11 59 15 48 19输出 要求:查找关键字37,给出查找结果。对于给定的某无序序列,分别用直接插入排序、希尔排序、快速排序等方法进行排序,并输出每种排序下的各趟排序结果。 各排序算法输入的无序序列为:26 5 37 1 61 11 59 15 48 19。 实验要求: 一、查找法 1. 顺序查找 首先从键盘输入一个数据序列生成一个顺序表,然后从键盘上任意输入一个值,在顺序 表中进行查找。 2. 折半查找 任意输入一组数据作为个数据元素的键值,首先将此序列进行排序,然后再改有序表上 使用折半查找算法进对给定值key 的查找。 3. 二叉树查找 任意输入一组数据作为二叉排序树中节点的键值,首先创建一颗二叉排序树,然后再次二叉排序树上实现对一 定k的查找过程。 4. 哈希表查找 任意输入一组数值作为个元素的键值,哈希函数为Hash (key )=key%11, 用线性探测再散列法解决冲突问题。 二、排序算法 编程实现直接插入排序、希尔排序、快速排序各算法函数;并编写主函数对各排序函数进行测试。 实验原理: 1. 顺序查找: 在一个已知无(或有序)序队列中找出与给定关键字相同的数的具体位置。原理是让关键字与队列中的数从最后一个开始逐个比较,直到找出与给定关键字相同的数为止,它的缺点是效率低下。 二分查找又称折半查找,优点是比较次数少,查找速度快,平均性能好;其缺点是要求待查表为有序表,且插入删除困难。因此,折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。首先,假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。重复以 实验四查找算法的设计 一、实验目的 (1)理解静态查找和动态查找; (2)掌握顺序查找和二分查找的算法; (3)掌握二叉查找树的基本运算。 二、实验内容 (1)实现顺序查找的算法; (2)实现二分查找的算法; (3)实现二叉查找树的基本运算算法。 三、算法思想与算法描述 1、顺序查找,在顺序表R[0..n-1]中查找关键字为k的记录,成功时返回找到的记录位置,失败时返回-1,具体的算法如下所示: int SeqSearch(SeqList R,int n,KeyType k) { int i=0; while(i return mid; if(R[mid].key>k) high=mid-1; else low=mid+1; } return -1; } 四、实验步骤与算法实现 #include 01:查找特定的值 查看 提交 统计 提问 总时间限制: 1000ms 内存限制: 65536kB 描述 在一个序列(下标从1开始)中查找一个给定的值,输出第一次出现的位置。 输入 第一行包含一个正整数n,表示序列中元素个数。1 <= n <= 10000。 第二行包含n个整数,依次给出序列的每个元素,相邻两个整数之间用单个空格隔开。元素的绝对值不超过10000。 第三行包含一个整数x,为需要查找的特定值。x的绝对值不超过10000。 输出 若序列中存在x,输出x第一次出现的下标;否则输出-1。 5 2 3 6 7 3 3 2 02:输出最高分数的学生姓名 查看 描述 输入学生的人数,然后再输入每位学生的分数和姓名,求获得最高分数的学生的姓名。 输入 第一行输入一个正整数N(N <= 100),表示学生人数。接着输入N行,每行格式如下: 分数姓名 分数是一个非负整数,且小于等于100; 姓名为一个连续的字符串,中间没有空格,长度不超过20。 数据保证最高分只有一位同学。 输出 获得最高分数同学的姓名。 5 87 lilei 99 hanmeimei 97 lily 96 lucy 77 jim hanmeimei 来源 习题(13-1) 03:不高兴的津津 查看 描述 津津上初中了。妈妈认为津津应该更加用功学习,所以津津除了上学之外,还要参加妈妈为她报名的各科复习班。另外每周妈妈还会送她去学习朗诵、舞蹈和钢琴。但是津津如果一天上课超过八个小时就会不高兴,而且上得越久就会越不高兴。假设津津不会因为其它事不高兴,并且她的不高兴不会持续到第二天。 请你帮忙检查一下津津下周的日程安排,看看下周她会不会不高兴;如果会的话,哪天最不高兴。 输入 包括七行数据,分别表示周一到周日的日程安排。每行包括两个小于10的非负整数,用空格隔开,分别表示津津在学校上课的时间和妈妈安排她上课的时间。 输出 包括一行,这一行只包含一个数字。如果不会不高兴则输出0,如果会则输出最不高兴的是周几(用1, 2, 3, 4, 5, 6, 7分别表示周一,周二,周三,周四,周五,周六,周日)。如果有两天或两天以上不高兴的程度相当,则输出时间最靠前的一天。 5 3 6 2 7 2 5 3 5 4 0 4 0 6 3 二分查找算法是在有序数组中用到的较为频繁的一种算法,在未接触二分查找算法时,最通用的一种做法是,对数组进行遍历,跟每个元素进行比较,其时间为O(n).但二分查找算法则更优,因为其查找时间为O(lgn),譬如数组{1,2,3,4,5,6,7,8,9},查找元素6,用二分查找的算法执行的话,其顺序为: 1.第一步查找中间元素,即5,由于5<6,则6必然在5之后的数组元素中,那么就在{6,7,8,9}中查找, 2.寻找{6,7,8,9}的中位数,为7,7>6,则6应该在7左边的数组元素中,那么只剩下6,即找到了。 二分查找算法就是不断将数组进行对半分割,每次拿中间元素和goal进行比较。 #include if(index != -1) cout< 《数据结构》实验 题目:顺序查找班级:08计科 学号:10号姓名: #include { int j; list[num].key=searchnum; for(j=0;list[j].key!=searchnum;j++) ; return j 存档编号: 西安******** 课程设计说明书 设计题目: 查找算法性能分析 系别:计算机学院 专业:计算机科学 班级:计科*** 姓名:王*** (共页) 2015年01月07 日 ***** 计算机科学专业课程设计任务书 姓名:*** 班级:计科**** 学号:**** 指导教师:**** 发题日期:2015-01-05 完成日期:2015-01-09 一需求分析 1.1问题描述 查找又称检索,是指在某种数据结构中找出满足给定条件的元素。查找是一种十分有用的操作。而查找也有内外之分,若整个查找过程只在内存中进行称为内查找;若查找过程中需要访问外存,则称为外查找,若在查找的同时对表做修改运算(插入或删除),则相应的表成为动态查找表,反之称为静态查找表。 由于查找运算的主要运算是关键字的比较,所以通常把查找过程中对关键字的平均比较次数(也叫平均查找长度)作为一个查找算法效率优劣的标准。 平均查找程度ASL定义为: ASL=∑PiCi(i从1到n) 其中Pi代表查找第i个元素的概率,一般认为每个元素的查找概率相等,Ci代表找到第i个元素所需要比较的次数。 查找算法有顺序查找、折半查找、索引查找、二叉树查找和散列查找(又叫哈希查找),它们的性能各有千秋,对数据的存储结构要求也不同,譬如在顺序查找中对表的结果没有严格的要求,无论用顺序表或链式表存储元素都可以查找成功;折半查找要求则是需要顺序表;索引表则需要建立索引表;动态查找需要的树表查找则需要建立建立相应的二叉树链表;哈希查找相应的需要建立一个哈希表。 1.2基本要求 (1)输入的形式和输入值的范围; 在设计查找算法性能分析的过程中,我们调用产生随机数函数: srand((int)time(0)); 产生N个随机数。 注:折半查找中需要对产生的随机数进行排序,需要进行排序后再进行输入,N<50; (2)输出形式; 查找算法分析过程中,只要对查找算法稍作修改就可以利用平均查找 实验4 查找算法的实现和应用 实验目的 1.熟练掌握静态查找表的查找方式 2.熟练掌握动态查找表的查找方式 实验内容 1.用顺序查找法对表进行查找 2.用二分查找法对表进行查找 3.建立二叉排序树并对该树进行查找 顺序查找法如下所示: int Seqsch(ElemType A[ ],int n,KeyType K) {ey==K) break;} if(i<=n-1) //查找成功返回下标,否则返回-1 return i; elsereturn -1;} 二分查找法如下所示 int BinarySearch(int *array, int aSize, int key) { if ( array == NULL || aSize == 0 ) return -1; int low = 0; int high = aSize - 1; int mid = 0; while ( low <= high ) { mid = (low + high )/2; if ( array[mid] < key) low = mid + 1; else if ( array[mid] > key ) high = mid - 1; else return mid; } return -1; } 二叉排序树查找如下(伪代码)void Create(BiTNode *B) //建立 { int m; char r; BiTNode *p,*q; p=NULL; printf("请输入顶点数据:"); while(r!='\n') { scanf("%d%c",&m,&r); if(p==NULL) { B->data=m; p=B;} else { q=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode)); q->data=m; q->lchild=NULL;q->rchild=NULL; p=B; while(p->data!=q->data) { if(p->data 顺序查找 #include #include 《对分查找及其算法实现》教学设计 湖北省巴东县第一高级中学刘少银 一、教材学情分析 本次课是浙江版高中信息技术选修教材《算法与程序设计》第二章算法实例第四节查找中的一部分内容。由于教材体系不适合校本实际,我们在教学过程中对教材体系作了如下调整。 讲授顺序:第一章算法和算法的表示、第三章面向对象的程序设计的基本知识、第四章 VB程序设计初步、第二章算法实例,第五章算法实例的程序实现穿插在相关内容教学中完成。 因此在前期教学中学生已经初步掌握了算法基础及算法表示,VB程序设计初步等。本次课是让学生掌握对分查找的思想及算法的实现。 二、教学目标 知识与技能:理解对分查找的基本含义、方法,理解并能画出对分查找的流程图; 过程与方法:通过案例分析、直观观察,增强分析问题和解决问题的能力; 情感、态度与价值观:感受信息技术与现实生活的关联,激发对信息技术学科的求知欲,培养主动学习和使用信息技术的意识;养成科学的学习态度,不迷信书本、不迷信权威。 三、教学重难点 教学重点:对分查找的基本方法及注意事项; 教学难点:对分查找算法的实现。 四、教学策略 ·以“猜数”游戏导入,引入对分查找的概念; ·师生讨论、生生讨论、生生互助;分析、归纳、总结,理解并掌握对分查找的基本思想; ·采用分类研究、分享成果、课后练习等学习方法,理解对分查找方法及基本主要特征; ·采用自然评价、师生评价、生生评价等形式对学习进行过程性评价。 五、教学过程 1.游戏激趣,释疑对分查找 (三个程序图片) (初始界面)(人工猜数界面)(程 序猜数界面) 准备:几张白纸,一支记号笔。启动猜数程序。 师:同学们好!大家看到前面的程序了吗?它是一个什么程序呢? 同学:猜数游戏程序。 师:对,这是我用VB针对李泳主持的“幸运52”中猜商品价格环节开发的一款程序,我先来说说针对主持人的部分:当李泳宣布商品的价格范围时,比如10000元内,猜商品价格的人就可以在猜数范围栏起始栏填上“0”,终至栏填“10000”,然后再将鼠标移到猜数栏中单击,程序即提示:“准备!倒计时30秒”,当单击提示处,猜价格倒计时开始,猜价格人即可在猜数栏上填上所猜价格的数值,然后根据主持人的提示,选择“不对”重新填写商品价格或选择“正确”让所猜价格在“猜得结果”栏内显示正确结果并停止计时,提示栏中即显示“您猜了M次,对了,恭喜您”。 师:大家觉得程序光有这样的功能神奇吗? 生:不神奇。 师:对,我也是这样认为的。这个程序神奇的地方在它能帮助猜商品价格人在规定的时间内,根据主持人的提示准确地猜出商品的价格,而且猜中率100%,所以现在“幸运52”停播了,大家知道为什么吗? 生:不知道。 师:就是因为我开发了这个程序呀! 生:(有的说信,有的抱着怀疑的态度不吭声,也有说不信的) 师:有同学愿意上来试试吗? 算法设计与分析各种查找算法的性能测试 目录 摘要 (3) 第一章:简介(Introduction) (4) 1.1 算法背景 (4) 第二章:算法定义(Algorithm Specification) (4) 2.1 数据结构 (4) 2.2顺序查找法的伪代码 (5) 2.3 二分查找(递归)法的伪代码 (5) 2.4 二分查找(非递归)法的伪代码 (6) 第三章:测试结果(Testing Results) (8) 3.1 测试案例表 (8) 3.2 散点图 (9) 第四章:分析和讨论 (11) 4.1 顺序查找 (11) 4.1.1 基本原理 (11) 4.2.2 时间复杂度分析 (11) 4.2.3优缺点 (11) 4.2.4该进的方法 (12) 4.2 二分查找(递归与非递归) (12) 4.2.1 基本原理 (12) 4.2.2 时间复杂度分析 (13) 4.2.3优缺点 (13) 4.2.4 改进的方法 (13) 附录:源代码(基于C语言的) (15) 声明 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 摘要 在计算机许多应用领域中,查找操作都是十分重要的研究技术。查找效率的好坏直接影响应用软件的性能,而查找算法又分静态查找和动态查找。 我们设置待查找表的元素为整数,用不同的测试数据做测试比较,长度取固定的三种,对象由随机数生成,无需人工干预来选择或者输入数据。比较的指标为关键字的查找次数。经过比较可以看到,当规模不断增加时,各种算法之间的差别是很大的。这三种查找方法中,顺序查找是一次从序列开始从头到尾逐个检查,是最简单的查找方法,但比较次数最多,虽说二分查找的效率比顺序查找高,但二分查找只适用于有序表,且限于顺序存储结构。 关键字:顺序查找、二分查找(递归与非递归) 常用算法经典代码(C++版) 一、快速排序 void qsort(int x,int y) //待排序的数据存放在a[1]..a[n]数组中 {int h=x,r=y; int m=a[(x+y)>>1]; //取中间的那个位置的值 while(h对分查找算法及程序实现
顺序查找法适用于存储结构为顺序或链接存储的线行表
第三节 排序和查找
实验8查找与排序算法的实现和应用
查找算法
编程基础之顺序查找
二分法查找算法
顺序查找
数据结构查找算法课程设计
查找算法的实现和应用
顺序查找
《对分查找及其算法实现》教学设计
各种查找算法的性能比较测试(顺序查找、二分查找)
C常用经典算法及其实现