【数据结构】搜索算法效率比较

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数据结构课程设计

算法分析：搜索算法效率比较

专业 Xxxx

学生姓名 xxxx

班级 xxxxx

学

号 xxxxxxxxxxx

目录

1 设计题目 (1)

2 设计分析 (2)

3 设计实现 (3)

4测试方法 (6)

5测试结果 (7)

6 设计小结 (7)

1.设计题目

给定一个已排序的由N个整数组成的数列{0,1,2,3,……,N-1}，在该队列中查找指定整数，并观察不同算法的运行时间。

考虑两类算法：一个是线性搜索，从某个方向依次扫描数列中各个元素；另一个是二叉搜索法。

要完成的任务是：

分别用递归和非递归实现线性搜索；

分析最坏情况下，两个线性搜索算法和二叉搜索算法的复杂度；

测量并比较这三个方法在N=100，500，1000，2000，4000，6000，8000，10000时的性能。

3

2.设计分析

5

在实际测试中，当程序运行时间太快，会无法获得实际运行时间。为了避免这种情

况，可以将同一操作运行K 遍，得到1秒以上的时间，再将结果除以重复次数K 得到平均时间。若单重循环还不能达到目的，可用多重嵌套循环解决。

3 设计实现

#include

#include

clock_t start, stop; /* clock_t 是内置数据类型，用于计时 */

double duration; /* 记录函数运行时间，以秒为单位*/

/***********非递归线性搜索x ***********/

int IterativeSequentialSearch(const int a[],int x,int n)

{

int i;

for(i=0;i

if(a[i]==x) /* 找到x */

return i;

return -1; /* 未找到x */

/*********** 递归线性搜索x ***********/

int RecursiveSequentialSearch(const int a[],int x,int n)

{

if(n==0)

return -1; /* 未找到x */

if(a[n-1]==x) /* 找到x */

return n-1;

return RecursiveSequentialSearch(a,x,n-1); /* 继续递归线性搜索*/ }

/***********二叉搜索x ***********/

int BinarySearch(const int a[],int x,int n)

{

int low,mid,high; /*数组的左右边界*/

low=0;high=n-1;

while(low<=high)

{

mid=(low+high)/2; /*计算居中元素*/

if(a[mid]

low=mid+1; /*改变左边界*/

else if(a[mid]>x) /*比居中元素小*/

high=mid-1; /*改变右边界*/

else return mid; /*找到x */

}

return -1; /* 未找到x */

}

int main ( )

/* clock() 返回函数运行时间*/

int i,n,x,a[10000];

long k,l;

printf("Please enter n:\n");

scanf("%d",&n); /* 输入数据*/

if(n<100||n>10000) /*处理异常输入*/

{

printf("error!");

return -1;

}

x=n; /* 指定要查找的数*/

for(i=0;i

a[i]=i;

printf("Please enter iterations:\n"); /*为了更准确地计算运行时间，我们可以重复多次调用算法，再取平均值*/

scanf("%ld",&k);

if(k<1) /*处理异常输入*/

{

printf("error!");

return -1;

}

/*********** 非递归线性搜索***********/

start = clock(); /* 记录函数的开始时间*/

for(l=0;l

IterativeSequentialSearch(a,x,n);

stop = clock(); /*记录函数的结束时间*/

duration = ((double)(stop - start))/CLK_TCK; /*计算函数运行时间*/

printf("\nIterativeSequentialSearch:\nIterations:%ld\nTicks:%d\nTotal Time:%.8lf\nDuration:%.8lf\n",k,(int)(stop-start),duration,duration/k);/*输出花费时间*/

/*********** 递归线性搜索***********/

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