36顺序查找算法及程序实现
浙教版六年级上册信息科技第 9 课 《算法的评价方法》(教学设计)
第9 课《算法的评价方法》教学设计【课标内容要求】通过真实案例，知道算法步骤的执行次数与问题的规模有关，观察并体验采用不同算法解决同一问题时在时间效率上的差别。
【教学内容分析】《算法的评价方法》这节课选自2023 浙江教育出版社六年级上册第二单元。
第二单元整个单元都是算法的效率，主要包含算法的多样性、算法的评价方法、“韩信点兵”枚举法、筛选法、同余法的实现，学好本课为根据简单问题求解的需求设计出合适的算法作铺垫。
【教学目标】1.了解好的算法，除了符合“正确性、有效性”等标准外，还需要有较高的算法运行效率。
2.通过真实案例，知道算法步骤的执行次数与问题的规模有关，估算循环执行的次数，通过修改程序统计循环语句的执行次数。
3.观察并体验采用不同算法解决同一问题时在时间效率上的差别。
重点：基于给定的算法，能针对不同的输入数据规模，估算算法中循环执行的次数。
难点：修改程序统计循环语句的执行次数。
【核心素养指向】1.在完成任务的过程中，有意识地寻求恰当的算法解决问题，了解算法的优势和局限。
（信息意识）2.通过体验身边的算法，了解算法的特征和效率。
（计算思维）3.在问题情境中，能够利用信息科技开展数字化学习与交流，合作解决学习问题。
（数字化学习与创新）【学情分析】本课的学习者是小学六年级的学生，学生的认知发展正处于从具象思维到抽象思维的过渡时期。
学生已经知道同一问题可以存在多种算法，但对算法评价的方法并不清楚。
预测在本课的学习中，对于估算循环执行的次数，问题不大，但是在修改程序验证循环的执行次数时，学生会遇到困难。
【设计构想】教法：如果直接采用讲解演示的方法，虽然学生也能大致了解知识点，但是会缺少很多源自身的体验与理解，缺失了从学生本位出发的思考。
所以我通过创设情境，采用实验教学法，通过引导学生分析、记录、对比用顺序查找、二分查找解决猜数字游戏时的循环执行次数，并通过修改程序进行统计。
在实验过程中，引导学生通过探究发现不同算法的效率是有差异的，算法运行需要的时间与待求问题的规模有关。
五种查找算法总结
五种查找算法总结一、顺序查找条件：无序或有序队列。
原理：按顺序比较每个元素，直到找到关键字为止。
时间复杂度：O(n)二、二分查找（折半查找）条件：有序数组原理：查找过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜素过程结束；如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。
如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。
这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。
时间复杂度：O(logn)三、二叉排序树查找条件：先创建二叉排序树：1. 若它的左子树不空，则左子树上所有结点的值均小于它的根结点的值；2. 若它的右子树不空，则右子树上所有结点的值均大于它的根结点的值；3. 它的左、右子树也分别为二叉排序树。
原理：在二叉查找树b中查找x的过程为：1. 若b是空树，则搜索失败，否则：2. 若x等于b的根节点的数据域之值，则查找成功；否则：3. 若x小于b的根节点的数据域之值，则搜索左子树；否则：4. 查找右子树。
时间复杂度：四、哈希表法（散列表）条件：先创建哈希表（散列表）原理：根据键值方式(Key value)进行查找，通过散列函数，定位数据元素。
时间复杂度：几乎是O(1)，取决于产生冲突的多少。
五、分块查找原理：将n个数据元素"按块有序"划分为m块（m ≤ n）。
每一块中的结点不必有序，但块与块之间必须"按块有序"；即第1块中任一元素的关键字都必须小于第2块中任一元素的关键字；而第2块中任一元素又都必须小于第3块中的任一元素，……。
然后使用二分查找及顺序查找。
各种经典排序算法
希尔插入排序——过程
设待排序共有10个记录，其关键字分别为47, 33, 61, 82, 71,
11, 25, 47, 57, 02，增量序列取值依次为5, 3, 1。
排 序
希尔插入排序——特点
希尔排序实质上还是一种插入排序，其主要特点是： 每一趟以不同的增量进行排序。在每趟的插入排序中，记录 的关键字是和同一组中的前一个关键字进行比较，所以关键
排 序
3、排序的基本操作
排序的概念：就是要整理文件中的记录，使之按关键字 递增(或递减)次序排列起来。
排序过程的组成步骤：首先比较两个关键字的大小； 然 后将记录从一个位置移动到另一个位置。 对记录的关键字大小进行比较 将记录从一个位置移动到另一个位置 当待排序记录的关键字均不相同时，则排序结果是唯一 的，否则排序的结果不一定唯一。
3．将L.r[i] 插入到L.r[j+1]的位臵上。
具体方法：先将第一个数据看成是一个有序的子序列， 然后从第2个数据起逐个插入到这个有序的子序列中去， 相应的元素要移动。
排 序
例：
待排元素序列：[53] 第一次排序： 第二次排序： 第三次排序： 第四次排序： 第五次排序： [27 [27 [15 [15 [15 27 53] 36 27 27 27 36 36 53] 36 36 36 15 15 15 53] 53 42 69 69 69 69 69] 53 42 42 42 42 42 69] 对于有n个数 据元素的待排 序列，插入操 作要进行n-1 次
有序序列L.r[1..i-1]
L.r[i]
无序序列 L.r[i..n]
有序序列L.r[1..i]
无序序列 L.r[i+1..n]
常用查找算法的分类与特点
常用查找算法的分类与特点在计算机科学中，查找算法是一种用于在数据集合中查找特定元素的方法。
查找算法的效率和性能对于许多应用程序来说至关重要，因为它们直接影响到程序的运行速度和资源使用情况。
本文将介绍一些常见的查找算法，并分析它们的特点和适用场景。
一、顺序查找顺序查找是最简单的查找算法之一。
它的基本思想是从数据集合的开头开始，逐个元素进行比较，直到找到目标元素或者遍历完整个数据集合。
顺序查找的优点是实现简单，对于小型数据集合或者无序数据集合来说，是一种可行的选择。
它不需要对数据进行预处理，也不需要额外的存储空间来保存索引或其他辅助信息。
然而，顺序查找的缺点也很明显。
它的平均查找时间复杂度为O(n)，其中 n 是数据集合的大小。
这意味着当数据集合规模较大时，查找效率会非常低。
例如，如果我们要在一个包含 10000 个元素的数组中查找一个特定元素，最坏情况下可能需要比较 10000 次才能找到目标元素。
二、二分查找二分查找是一种在有序数据集合中进行查找的高效算法。
它的基本思想是通过不断将数据集合分成两半，比较目标元素与中间元素的大小，然后确定目标元素可能存在的子集合，重复这个过程直到找到目标元素或者确定目标元素不存在。
二分查找的优点是查找效率高，时间复杂度为 O(log n)。
这使得它在处理大规模有序数据集合时表现出色。
但是，二分查找要求数据集合必须是有序的。
如果数据集合是无序的，需要先进行排序，这会增加额外的时间和空间开销。
此外，二分查找在处理动态数据集合（即经常需要插入和删除元素的数据集合）时不太方便，因为每次插入或删除元素都可能破坏数据的有序性，需要重新进行排序。
三、哈希查找哈希查找是一种通过哈希函数将元素映射到哈希表中的特定位置来实现快速查找的算法。
哈希函数的设计至关重要，一个好的哈希函数能够将元素均匀地分布在哈希表中，减少冲突的发生。
当发生冲突时，通常采用链地址法或开放地址法等解决冲突的策略。
查找排序实验报告
查找排序实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入理解和比较不同的查找和排序算法在性能和效率方面的差异。
通过实际编程实现和测试，掌握常见查找排序算法的原理和应用场景，为今后在实际编程中能够选择合适的算法解决问题提供实践经验。
二、实验环境本次实验使用的编程语言为 Python，开发环境为 PyCharm。
计算机配置为：处理器_____，内存_____，操作系统_____。
三、实验内容1、查找算法顺序查找二分查找2、排序算法冒泡排序插入排序选择排序快速排序四、算法原理1、顺序查找顺序查找是一种最简单的查找算法。
它从数组的一端开始，依次比较每个元素，直到找到目标元素或者遍历完整个数组。
其时间复杂度为 O(n)，在最坏情况下需要遍历整个数组。
2、二分查找二分查找适用于已排序的数组。
它通过不断将数组中间的元素与目标元素进行比较，将查找范围缩小为原来的一半，直到找到目标元素或者确定目标元素不存在。
其时间复杂度为 O(log n)，效率较高。
3、冒泡排序冒泡排序通过反复比较相邻的两个元素并交换它们的位置，将最大的元素逐步“浮”到数组的末尾。
每次遍历都能确定一个最大的元素，经过 n-1 次遍历完成排序。
其时间复杂度为 O(n^2)。
4、插入排序插入排序将数组分为已排序和未排序两部分，每次从未排序部分取出一个元素，插入到已排序部分的合适位置。
其时间复杂度在最坏情况下为 O(n^2)，但在接近有序的情况下性能较好。
5、选择排序选择排序每次从待排序数组中选择最小的元素，与当前位置的元素交换。
经过 n-1 次选择完成排序。
其时间复杂度为 O(n^2)。
6、快速排序快速排序采用分治的思想，选择一个基准元素，将数组分为小于基准和大于基准两部分，然后对这两部分分别递归排序。
其平均时间复杂度为 O(n log n)，在大多数情况下性能优异。
五、实验步骤1、算法实现使用Python 语言实现上述六种查找排序算法，并分别封装成函数，以便后续调用和测试。
c语言快速顺序查找法与顺序查找
c语言快速顺序查找法与顺序查找
C语言是一门广泛使用于计算机科学和工程领域的高级编程语言，其
拥有简单易懂、语法清晰、调试方便等优点，因此被广泛应用于各类
程序的开发中。
在C语言中，顺序查找算法是一种简单有效的搜索方法，在数据量较少的情况下可以快速地找到所需要的数据。
顺序查找算法通常被称为线性查找，其基本思想是从数组中第一个元
素开始依次遍历，直到找到所需要的元素为止。
该算法可以在所有类
型的数组中使用，其时间复杂度为O(n)，即最坏情况下需要遍历整个
数组。
然而，在数组较小的情况下，该算法的效率并不会受到太大的
影响。
快速顺序查找法通过优化顺序查找中数据比对的过程，从而在一定程
度上提高了搜索速度。
该方法在实现过程中，首先将数组的第一个元
素与所需查找的元素进行比对，以确定需要查找的数据是否在数组中。
如果查找的数据不在数组中，则返回“查找失败”；如果查找的数据
在数组中，并且该数据相邻的元素中有一个与之匹配，则返回查找到
的元素的位置；否则，从比对位置的下一个位置继续查找，直到找到
所需元素或者遍历完整个数组。
与基本的顺序查找算法相比，快速顺序查找法的算法复杂度更高，两
个算法的执行效率取决于所查找的数据、数据量以及计算机的处理能力等因素。
因此，在具体使用中需要综合考虑多种因素，选择最适合自己需求的算法。
综上所述，顺序查找算法是一种基本且常用的搜索方法，而快速顺序查找法则是其在实际应用中的优化方案之一。
在进行程序设计时，开发人员需要根据具体的业务需求和数据量等因素，选择最优的算法，以提高程序的执行效率和性能表现。
数据结构-7顺序查找与二分查找
i=m+1=8,j=8, m=(i+j)/2=8。 r[m]>k : 在左半部分继续查找。
i=8, j=m-1=7 ,
i>j: 查找失败
存储结构
key info 0 1 k1 2 k2 3 k3
…………
n kn
typedef struct { keytype key; ………….
} elemtype;
分块有序表的结构可以分为两部分： 1、线性表本身是顺序存储结构 2、再建立一个索引表，线性表中每个子表建立一个索引节点
。索引节点包括两部分：一是数据域，一是指针域。数据域存 放对应子表中的最大元素值，指针域用于指示子表第一个元素 的在整个表中序号。
分块查找
template<class T> struct indnode {
key=32
d (1) 27
i=1
d (2) 36
i=2
d (3) 32i=3 Nhomakorabead (4) 18
此时d(i)=key,数组中的第3个位置
如果输入查找的元素值key=22
d (1) 27 i=1
d (2) 36 i=2
d (3) 32 i=3
d (4) 18
i=4 i=5 此时i等于5,超过数组中元素个数,找不到
T key; int k; };
上图查找过程：首先查找索引表，确定查找的子表，然后再相应的子表中 应顺序表查找法查找。
• int blksearch(record r[],index idx[],keytype key)
•{
• int i=0,j;
• while(i<idxN)
•{
• if(key<=idx[i].key){
09644_算法与程序设计ppt课件
数据结构算法
线性表、树、图等数据结 构上的操作算法。
图论算法
最短路径、最小生成树、 拓扑排序等。
5
算法分类及应用领域
2024/1/26
动态规划算法
01
背包问题、最长公共子序列等。
贪心算法
02
活动选择、哈夫曼编码等。
分治算法
03
归并排序、快速排序等。
6
算法分类及应用领域
回溯算法
八皇后问题、图的着色问题等。
28
05
动态规划思想在程序 设计中的应用
2024/1/26
29
动态规划思想介绍和原理剖析
要点一
动态规划思想概述
要点二
动态规划原理剖析
动态规划是一种在数学、计算机科学和经济学中使用的， 通过把原问题分解为相对简单的子问题的方式来求解复杂 问题的方法。动态规划常常适用于有重叠子问题和最优子 结构性质的问题。
42
回溯法与分支限界法比较
2024/1/26
回溯法
找出所有解或满足特定条件的解 。
分支限界法
找出满足特定条件的一个解或最 优解。
43
回溯法与分支限界法比较
回溯法
深度优先搜索。
分支限界法
广度优先或最小耗费优先搜索。
2024/1/26
44
回溯法与分支限界法比较
回溯法
通过约束条件剪枝，排除不可能得到 解的节点。
表示对象及其之间的关系。
2024/1/26
图的分类
根据边的方向性，图可分为有向图 和无向图；根据边的权重，图可分 为加权图和非加权图。
图的基本性质
连通性、环、度、路径、连通分量 等。
26
最短路径问题求解方法探讨
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z ＝ Text1.Text
n ＝ Text2.Text
For i ＝ 1 To n If ① ＝ Name(i) Then s＝i
Exit For
End If
Next i
If s <> 0 Then
Label3.Caption ＝ “该考生已报考的科目是：” ＋ ②
Else msgbox “找不到该考生”
②顺序查找算法流程图
3．顺序查找算法的程序结构
程序实现代码： k＝0 For i＝1 To n
If a(i)＝key Then k＝i
Ne#39; 输出查找成功
Else ' 输出查找不成功
End If
本节的学习要求掌握顺序查找算法的基本思想，能 用程序来实现顺序查找的算法。考查方式为选择题与填 空题。
End If End Sub Private Sub Form_Load()
(1)该程序采用的算法是__顺__序__查__找__算__法____________。 请将划线处的语句或表达式填充完整。
(2)划线①处应填入__z_=_z_k_h_(_i)_A__n_d__n______________。 (3)划线②处应填入__b_m__k_(_s)_____________________。
1．为找自己第一次上幼儿园时的照片，小张同学依次翻开自
己的多本相册来逐张查找。这种查找方法为
( B)
A．无序查找
B．顺序查找
C．对分查找
D．随机查找
2．由10个数组成的数列：25、36、45、87、96、84、71、 65、99、27，从中查找数据36时，最适合的查找方式是
(B )
A．随机查找 B．顺序查找 C．对分查找 D．模糊查找
3．6 顺序查找算法及程序实现
1．查找 查找是一种查询数据的技术，其目标是能以比较少的步骤 或较短时间内找到所需的对象。程序将按照查找的结果(找到或 未找到)来决定接着应执行的步骤。查找的方法很多，对不同的 数据结构有不同的查找方法。参加选考的同学，只需要掌握顺 序查找和对分查找两种方法。 2．顺序查找算法 顺序查找的基本思想是从第一个数据开始，按顺序逐个将 数据与给定的数据(查找键)进行比较，若某个数据和查找键相 等，则查找成功，输出所查数据的位置；反之，输出未找到。
If search > 0 Then
MsgBox “找到该学生，在数组位置：” ＋ Str(search)
Else
mxgbox “找不到该学生”
End If
End Sub
7．现在的学业水平考试都进行网上报名，小李设计了一个 模拟查询的程序，实现查询某位考生已经报考的科目信 息。设数组zkh用来存放学生的报名序号，数组name和 bmk分别存储对应考生的姓名和已报考科目信息。程序 运行界面如下图所示：
输入报名序号与考生姓名，若报名序号存在且考 生姓名输入正确，则显示考生已报考科目信息。 部分代码如下所示：
Private Sub Command1_Click()
Dim i As Integer, s As Integer
Dim z As String, n As String, k As String
要查找的次数是
( B)
A．1
B．2
C．3
D．4
5．在数组23、41、54、26、84、52、65、21中查找数字52，采
用从后往前顺序查找，需要查找的次数是 A．2次
( B)
B．3次
C．7次
D．1次
6. 某校在进行新生录取工作时，建立了一个数据库， 共有650位新生(没有重名)的记录，现需要找出某
①顺序查找算法的处理过程
假定在数组d中有n个数据，查找键已经存储在变量key中。 其处理过程是：从数组d的第1个元素d(1)开始，依次判断各元素 的值是否与查找键key相等，若某个数组元素d(i)的值等于key， 则结束处理(找到了指定的数据)；若找遍了所有的n个元素，无 任何元素的值等于key，则结束处理(输出未找到信息)。
'考生报名序号、姓名和报考科目数组赋值部分，忽略
End Sub
8．要求从某一字符串中删除指定的字符(假设所含的英文字 母均为小写字母)，并将处理后的字符串重新输出。 程序界面如图所示，在文本框Text_1中输入原始字符串，在 文本框Text_2中输入需要删除的字符，单击“删除此字符” 按钮(Command1)后，在文本框Text_3中输出处理后的结果。
3．英文字典中的单词是按字母ASCII从小到大排列的，习惯
上将这种排法叫做字典排列。要在字典中快速查找某一个
单词(如Best)的解释，下列最适合的查找方法是 ( B )
A．顺序查找 B．对分查找 C．倒序查找 D．随机查找
4．某数组有7个元素，依次分别是11、25、37、48、56、
62、69，若采用顺序查找法在该数组中查找数据25，需
注：该示例程序在素材文件夹下vb31文件中。
解决此问题的算法流程图如图所示，相应的Visual Basic 程序如下：
Dim p As String, k As String
Private Sub Command1_Click()
Dim s As Integer, result As String, flag As Boolean
For i ＝ 1 To 650
Command1_Click事件过程完成了
If Stu ＝ a(i) Then
在对象Text1中输入学生姓名后，
____________________________ 在Label1中输出查找结果。程序中
Exit For End If Next i
画线部分应填入 ______S_e_a_r_c_h_=_i________，该程序 主要采用了__顺__序___查__找__算法。
个学生是否已经报名参加该校的暑期军训。
Private Sub Command1_Click()
Dim search As Integer, Stu As String 已知在一个事件过程中已经完成
search ＝ 0
650个学生的数据录入，学生姓名
Stu ＝ Text1.Text
信息存放在数组a(1 to 650)中，
result ＝ “” p ＝ Text_1.Text