一、 实验目的
了解查找的基本概念，理解顺序查找、折半查找和分块查找的思想，掌握折半查找过程的判定树构造方法，实现线性表的查找算法。
二、 实验内容
通过编写程序，实现线性表的查找算法。具体步骤如下：
- 在主函数中输入线性序列和关键字；
- 创建实现顺序查找和折半查找的子函数；
- 在主函数中通过switch语句选择调用相关函数实现查找。
三、 实验工具
Dev - C++
四、 实验代码
//Authors:xiaobei
//线性表的查找方法：顺序查找、二分查找
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define MAXSIZE 10
#define OK 1;
//定义线性表数据项结构
typedef struct{
int key;//关键字域
}ElemType;
//定义线性表结构
typedef struct{
ElemType *R;
int length;
}SSTable;
//初始化线性表
int InitList_SSTable(SSTable &L){
L.R=(ElemType*)malloc(sizeof(ElemType)*MAXSIZE);
if (!L.R){
printf("初始化错误！");
return 0;
}
L.length=0;
return OK;
}
//函数赋值线性表
int Insert_SSTable(SSTable &L){
int i,num; //空出ST.R[0]的位置
for(i=1;i<MAXSIZE;i++){
printf("
【请依次输入关键字的值】
>>>");
getchar();
scanf("%d",&num);
L.R[i].key=num;
L.length++;
}
return OK;
}
//函数顺序查找线性表
int Search_Seq(SSTable ST, int key){
//在顺序表ST中顺序查找其关键字等于key的数据元素。若找到，则函数值为
//该元素在表中的位置，否则为0
int i;
ST.R[0].key = key; //“哨兵”
for(i = ST.length; ST.R[i].key!=key; --i); //从后往前找
return i;
}// Search_Seq
//函数折半查找线性表（非递归）
int Search_Bin(SSTable ST,int key){
// 在有序表ST中折半查找其关键字等于key的数据元素。若找到，则函数值为
// 该元素在表中的位置，否则为0
int low=1,high=ST.length; //置查找区间初值
int mid;
while(low<=high) {
mid=(low+high) / 2;
if (key==ST.R[mid].key)
return mid; //找到待查元素
else if(key<ST.R[mid].key)
high = mid -1; //继续在前一子表进行查找
else
low =mid +1; //继续在后一子表进行查找
}//while
return 0; //表中不存在待查元素
}// Search_Bin
//函数折半查找线性表（递归）
int Search_Bin2(SSTable ST,int key,int low,int high){
int mid = (low+high) / 2; //向下去整
if (key==ST.R[mid].key)
return mid; //找到待查元素
else if(key<ST.R[mid].key)
Search_Bin2(ST,key,low,mid-1); //继续在前一子表进行查找
else
Search_Bin2(ST,key,mid+1,high);
}
//函数显示顺序表查找结果
void Show_End(int result,int key){
if(result==0)
printf("
未找到%d
",key);
else
printf("
找到%d,位置为%d
",key,result);
return;
}
//函数打印菜单
void Menu(){
printf("
************菜单***********
");
printf("
1.创建线性表;
");
printf("
2.顺序查找;
");
printf("
3.折半查找(非递归);
");
printf("
4.折半查找(递归);
");
printf("
0.退出;
");
printf("
***************************
");
printf("
【请输入你的选择】
>>>");
}
//主函数
int main(){
SSTable ST;
int key,result,user;
while (true)
{
Menu();
scanf("%d",&user);
switch(user){
case 1:{
if(InitList_SSTable(ST) && Insert_SSTable(ST))
printf("
【创建成功……】
");
break;
}
case 2:{
printf("
-----------顺序查找-----------
");
printf("
【请输入要查找的关键字】
>>>");
getchar();
scanf("%d",&key);
result = Search_Seq(ST,key);
Show_End(result,key);
printf("
-------------------------------
");
break;
}
case 3:{
printf("
-----------折半查找(非递归)-----------
");
printf("
【请输入要查找的关键字】
>>>");
getchar();
scanf("%d",&key);
result = Search_Bin(ST,key);
Show_End(result,key);
printf("
---------------------------------------
");
break;
}
case 4:{
printf("
-----------折半查找(递归)-----------
");
printf("
【请输入要查找的关键字】
>>>");
getchar();
scanf("%d",&key);
result = Search_Bin2(ST,key,1,ST.length);
Show_End(result,key);
printf("
-------------------------------------
");
break;
}
case 0:exit(0);
}
}
return 0;
}
五、实验结果
- 创建线性表
2. 顺序查找
3. 折半查找（非递归）
4. 折半查找（递归）
5. 退出
六、总结与思考
等概率查找下:
- 顺序查找
①优点:
算法简单，对表结构无任何要求，既适用于顺序结构，也适用于链式结构，无论记录是否按关键字有序都可应用。
②缺点:
平均查找长度太大，查找效率低，所以当n很大时，不宜采用顺序查找。
（时间复杂度O(n)）
- 折半查找
①优点:
比较次数少，查找效率高。
②缺点:
对表结构要求高，只能用于顺序存储有序表，查找前需要排序，而排序本身是一种费时运算。因此折半查找不适于数据元素经常变动的线性表。
（时间复杂度O(log2n)）
- 分块查找
①优点:
表中插入和删除数据元素时，只要找到该元素对应的块，就可以在该块内进行插入和删除操作，由于块内无序，所以插入和删除很容易，无需大量移动，如果线性表既要快速查找，又要动态变化，可采用分块查找。
②缺点:
要增加一个索引表的存储空间，并对初始索引表作排序运算。
(略)