数据结构实验报告之静态查找表

数据结构实验报告题目：静态查找表的实现成绩____________________2014年6月10号静态查找表抽象数据类型的实现一、设计任务、要求及所用的软件环境或工具：1.设计任务及要求：用C语言实现静态查找表的抽象数据类型2.软件环境：win73.开发工具：C-Free二、抽象数据类型的实现1. 题目采用顺序存储和链式存储为存储结构，实现抽象数据类型StaticSearchTable。

ADT StaticSearchTable{数据对象D：D是具有相同特性的数据元素的集合。

各个数据元素含有类型相同的关键字，可唯一标识元素的关键字。

数据关系R：数据元素同属一个集合。

基本操作P：Create(&ST,n);操作结果：构造一个含n个数据元素的静态查找表ST。

Destroy(&ST);初始条件：静态查找表ST存在。

操作结果：销毁表ST。

Search(ST,key);初始条件：静态查找表ST存在，key 为和关键字类型相同的给定值。

操作结果：若 ST 中存在其关键字等于key的数据元素，则函数值为其值或在表中的位置，否则为“空”。

Traverse(ST,Visit());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：按某种次序对ST的每个元素调用函数Visit()一次且仅一次。

一旦Visit()失败，则操作失败。

}ADT StaticSearchTable2．存储结构定义*公用头文件DS0.h:#include<stdio.h>#include<malloc.h>#include<math.h>*预定义常量和类型//函数结果状态代码#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0typedef int Status;typedef int KeyType;typedef float KeyType;typedef char KeyType;typedef int ElemType;typedef ElemType TElemType;1)顺序存储结构typedef struct{ElemType *elem; //数据元素存储空间基址，0号单元留空int length; //表长}SSTable;2)二叉链表存储结构typedef struct BiTNode{TElemType data;struct BiTNode *lchild,*rchild; //左右孩子指针}BiTNode,*BiTree;3. 算法设计1)顺序表的查找void Creat_Seq(SSTable *ST,ElemType r[],int n){int 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(0);for(i=1;i<=n;i++)(*ST).elem[i]=r[i-1]; //将数组r的值依次赋给ST(*ST).length=n;}Status Destroy_Seq(SSTable &ST){free(ST.elem);ST.elem = NULL;ST.length = 0;return OK;}int Search_Seq(SSTable ST,KeyType key){int i;ST.elem[0].key=key; //哨兵for(i=ST.length;!(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)){ElemType *p;int i;p=++ST.elem; //p指向第一个元素for(i=1;i<=ST.length;i++)Visit(*p++);}2)有序表的查找int Search_Bin(SSTable ST,KeyType key){int low,high,mid;low = 1;high = ST.length; //置区间初值while(low<=high){mid = (low + high)/2;if(key==ST.elem[mid]) return mid; //找到待查元素else if(key<ST.elem[mid]) high = mid - 1;/*继续在前半区间查找*/else low = mid + 1; //继续在后半区间查找}return 0; //查找失败}3)静态树表的查找Status Creat_Seq(SSTable *ST,int n){int 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(0);for(i=1;i<=n;i++)(*ST).elem[i]=r[i-1]; //将数组r的值依次赋给ST(*ST).length=n;return OK;}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((*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];}}}Status Creat_Ord(SSTable *ST,int n){Status f;f=Creat_Seq(ST,n);if(f)Ascend(ST);return f;}Status SecondOptimal(BiTree *T, ElemType R[],int sw[],int low,int high){ int i,j;double min,dw;i=low;min=fabs(sw[high]-sw[low]);dw=sw[high]+sw[low-1];for(j=low+1;j<=high;++j) //选择最小值if(fabs(dw-sw[j]-sw[j-1])<min){i=j;min=fabs(dw-sw[j]-sw[j-1]);}*T=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode));if(!*T)return ERROR;(*T)->data=R[i]; //生成结点if(i==low)(*T)->lchild=NULL; //左子树空elseSecondOptimal(&(*T)->lchild,R,sw,low,i-1); //构造左子树if(i==high)(*T)->rchild=NULL;elseSecondOptimal(&(*T)->rchild,R,sw,i+1,high);return OK;}Status Traverse(SSTable ST,void(*Visit)(ElemType)){ElemType *p;int i;p=++ST.elem; // p指向第一个元素for(i=1;i<=ST.length;i++)Visit(*p++);return OK;}void FindSW(int sw[],SSTable ST){int i;sw[0]=0;for(i=1;i<=ST.length;i++)sw[i]=sw[i-1]+ST.elem[i].weight;}typedef BiTree SOSTree;Status CreateSOSTree(SOSTree *T,SSTable ST) {if(ST.length==0)*T=NULL;else{FindSW(sw,ST);SecondOptimal(T,ST.elem,sw,1,ST.length); }return OK;}Status Search_SOSTree(SOSTree *T,KeyType key) {while(*T)if((*T)->data.key==key)return OK;else if((*T)->data.key>key)*T=(*T)->lchild;else*T=(*T)->rchild;return FALSE;}4．测试：1）顺序表的查找typedef struct{ //数据元素long number; //准考证号char name[9];int politics;int Chinese;int English;int math;int physics;int chemistry;int biology;int total; //总分}ElemType; //以教科书图9.1高考成绩为例void print(ElemType c){printf("%-8ld%-8s%4d%5d%5d%5d%5d%5d%5d%5d\n",c.number,,c.po litics,c.Chinese,c.English,c.math,c.physics,c.chemistry,c.biology,c.t otal);}SSTable head;int main(){ElemType r[N]={{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}};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);printf("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);printf("请输入待查找人的考号: ");scanf("%ld",&s);i=Search_Seq(st,s);if(i)print(st.elem[i]);elseprintf("查找失败\n");}结果截图如下：<1>查找成功：<2>查找失败：2）有序表的查找SSTbale head;int main(){int j,k,t,w;SSTable ST;int i;ST.length=LENGTH;printf("请按大小顺序输入一个顺序表共%d个元素!\n",ST.length);ST.elem=(ElemType*)malloc((ST.length+1)*sizeof(ElemType));for(i=1;i<=ST.length;i++)scanf("%d",&ST.elem[i]);printf("请输入要查找的元素：");scanf("%d",&k);w=Search_Bin(ST,k);if(w)printf("您要查找的%d是第%d个元素\n",k,w);else printf("查找失败\n");}结果截图如下：<1>查找成功：<2>查找失败：3）静态树链表的查找typedef struct{ //数据元素类型KeyType key;int weight;}ElemType;ElemType r[M]={{'A',1},{'B',1},{'C',2},{'D',5},{'E',3},{'F',4},{'G',4},{'H',3},{'I',5}};//以教科书例9-1为例void print(ElemType c) /* Traverse()调用的函数 */{printf("(%c %d) ",c.key,c.weight);}SSTbale head;int main(){SSTable st;SOSTree t;Status i;KeyType s;Creat_Ord(&st,M); /* 由全局数组产生非降序静态查找表st */ Traverse(st,print);CreateSOSTree(&t,st); /* 由有序表构造一棵次优查找树 */printf("\n请输入待查找的字符: ");scanf("%c",&s);i=Search_SOSTree(&t,s);if(i)printf("%c的权值是%d\n",s,t->data.weight);elseprintf("表中不存在此字符\n");}结果截图如下：<1>查找成功：<2>查找失败：三、实验总结和体会1.几种存储结构的比较1)顺序查找：优点：算法简单且适应面广；缺点：平均查找长度较大，特别是当n很大时，查找效率较低。