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c中查找演算法

發布時間:2024-09-07 02:33:35

❶ c語言(高分)

1.相對於遞歸演算法,遞推演算法免除了數據進出棧的過程,也就是說,不需要函數不斷的向邊界值靠攏,而直接從邊界出發,直到求出函數值.
比如階乘函數:f(n)=n*f(n-1)
在f(3)的運算過程中,遞歸的數據流動過程如下:
f(3){f(i)=f(i-1)*i}-->f(2)-->f(1)-->f(0){f(0)=1}-->f(1)-->f(2)--f(3){f(3)=6}
而遞推如下:
f(0)-->f(1)-->f(2)-->f(3)
由此可見,遞推的效率要高一些,在可能的情況下應盡量使用遞推.但是遞歸作為比較基礎的演算法,它的作用不能忽視.所以,在把握這兩種演算法的時候應該特別注意.
2.所謂排序,就是使一串記錄,按照其中的某個或某些關鍵字的大小,遞增或遞減的排列起來的操作。
分類
在計算機科學所使用的排序演算法通常被分類為:
計算的復雜度(最差、平均、和最好表現),依據串列(list)的大小(n)。一般而言,好的表現是O。(n log n),且壞的行為是Ω(n2)。對於一個排序理想的表現是O(n)。僅使用一個抽象關鍵比較運算的排序演算法總平均上總是至少需要Ω(n log n)。
記憶體使用量(以及其他電腦資源的使用)
穩定度:穩定排序演算法會依照相等的關鍵(換言之就是值)維持紀錄的相對次序。也就是一個排序演算法是穩定的,就是當有兩個有相等關鍵的紀錄R和S,且在原本的串列中R出現在S之前,在排序過的串列中R也將會是在S之前。
一般的方法:插入、交換、選擇、合並等等。交換排序包含冒泡排序(bubble sort)和快速排序(quicksort)。選擇排序包含shaker排序和堆排序(heapsort)。
當相等的元素是無法分辨的,比如像是整數,穩定度並不是一個問題。然而,假設以下的數對將要以他們的第一個數字來排序。
(4, 1) (3, 1) (3, 7) (5, 6)
在這個狀況下,有可能產生兩種不同的結果,一個是依照相等的鍵值維持相對的次序,而另外一個則沒有:
(3, 1) (3, 7) (4, 1) (5, 6) (維持次序)
(3, 7) (3, 1) (4, 1) (5, 6) (次序被改變)
不穩定排序演算法可能會在相等的鍵值中改變紀錄的相對次序,但是穩定排序演算法從來不會如此。不穩定排序演算法可以被特別地時作為穩定。作這件事情的一個方式是人工擴充鍵值的比較,如此在其他方面相同鍵值的兩個物件間之比較,就會被決定使用在原先資料次序中的條目,當作一個同分決賽。然而,要記住這種次序通常牽涉到額外的空間負擔。
排列演算法列表
在這個表格中,n是要被排序的紀錄數量以及k是不同鍵值的數量。
穩定的
冒泡排序(bubble sort) — O(n2)
雞尾酒排序 (Cocktail sort, 雙向的冒泡排序) — O(n2)
插入排序 (insertion sort)— O(n2)
桶排序 (bucket sort)— O(n); 需要 O(k) 額外 記憶體
計數排序 (counting sort) — O(n+k); 需要 O(n+k) 額外 記憶體
歸並排序 (merge sort)— O(n log n); 需要 O(n) 額外記憶體
原地歸並排序 — O(n2)
二叉樹排序 (Binary tree sort) — O(n log n); 需要 O(n) 額外記憶體
鴿巢排序 (Pigeonhole sort) — O(n+k); 需要 O(k) 額外記憶體
基數排序 (radix sort)— O(n·k); 需要 O(n) 額外記憶體
Gnome sort — O(n2)
Library sort — O(n log n) with high probability, 需要 (1+ε)n 額外記憶體
不穩定
選擇排序 (selection sort)— O(n2)
希爾排序 (shell sort)— O(n log n) 如果使用最佳的現在版本
Comb sort — O(n log n)
堆排序 (heapsort)— O(n log n)
Smoothsort — O(n log n)
快速排序 (quicksort)— O(n log n) 期望時間, O(n2) 最壞情況; 對於大的、亂數串列一般相信是最快的已知排序
Introsort — O(n log n)
Patience sorting — O(n log n + k) 最外情況時間, 需要 額外的 O(n + k) 空間, 也需要找到最長的遞增子序列(longest increasing subsequence)
不實用的排序演算法
Bogo排序 — O(n × n!) 期望時間, 無窮的最壞情況。
Stupid sort — O(n3); 遞回版本需要 O(n2) 額外記憶體
Bead sort — O(n) or O(√n), 但需要特別的硬體
Pancake sorting — O(n), 但需要特別的硬體
排序的演算法
排序的演算法有很多,對空間的要求及其時間效率也不盡相同。下面列出了一些常見的排序演算法。這裡面插入排序和冒泡排序又被稱作簡單排序,他們對空間的要求不高,但是時間效率卻不穩定;而後面三種排序相對於簡單排序對空間的要求稍高一點,但時間效率卻能穩定在很高的水平。基數排序是針對關鍵字在一個較小范圍內的排序演算法。
插入排序
冒泡排序
選擇排序
快速排序
堆排序
歸並排序
基數排序
希爾排序
插入排序
插入排序是這樣實現的:
首先新建一個空列表,用於保存已排序的有序數列(我們稱之為"有序列表")。
從原數列中取出一個數,將其插入"有序列表"中,使其仍舊保持有序狀態。
重復2號步驟,直至原數列為空。
插入排序的平均時間復雜度為平方級的,效率不高,但是容易實現。它藉助了"逐步擴大成果"的思想,使有序列表的長度逐漸增加,直至其長度等於原列表的長度。
冒泡排序
冒泡排序是這樣實現的:
首先將所有待排序的數字放入工作列表中。
從列表的第一個數字到倒數第二個數字,逐個檢查:若某一位上的數字大於他的下一位,則將它與它的下一位交換。
重復2號步驟,直至再也不能交換。
冒泡排序的平均時間復雜度與插入排序相同,也是平方級的,但也是非常容易實現的演算法。
選擇排序
選擇排序是這樣實現的:
設數組內存放了n個待排數字,數組下標從1開始,到n結束。
i=1
從數組的第i個元素開始到第n個元素,尋找最小的元素。
將上一步找到的最小元素和第i位元素交換。
如果i=n-1演算法結束,否則回到第3步
選擇排序的平均時間復雜度也是O(n²)的。
快速排序
現在開始,我們要接觸高效排序演算法了。實踐證明,快速排序是所有排序演算法中最高效的一種。它採用了分治的思想:先保證列表的前半部分都小於後半部分,然後分別對前半部分和後半部分排序,這樣整個列表就有序了。這是一種先進的思想,也是它高效的原因。因為在排序演算法中,演算法的高效與否與列表中數字間的比較次數有直接的關系,而"保證列表的前半部分都小於後半部分"就使得前半部分的任何一個數從此以後都不再跟後半部分的數進行比較了,大大減少了數字間不必要的比較。但查找數據得另當別論了。
堆排序
堆排序與前面的演算法都不同,它是這樣的:
首先新建一個空列表,作用與插入排序中的"有序列表"相同。
找到數列中最大的數字,將其加在"有序列表"的末尾,並將其從原數列中刪除。
重復2號步驟,直至原數列為空。
堆排序的平均時間復雜度為nlogn,效率高(因為有堆這種數據結構以及它奇妙的特徵,使得"找到數列中最大的數字"這樣的操作只需要O(1)的時間復雜度,維護需要logn的時間復雜度),但是實現相對復雜(可以說是這里7種演算法中比較難實現的)。
看起來似乎堆排序與插入排序有些相像,但他們其實是本質不同的演算法。至少,他們的時間復雜度差了一個數量級,一個是平方級的,一個是對數級的。
平均時間復雜度
插入排序 O(n2)
冒泡排序 O(n2)
選擇排序 O(n2)
快速排序 O(n log n)
堆排序 O(n log n)
歸並排序 O(n log n)
基數排序 O(n)
希爾排序 O(n1.25)
3.索引查找是在索引表和主表(即線性表的索引存儲結構)上進行的查找。索引查找的過程是:首先根據給定的索引值K1,在索引表上查找出索引值等於KI的索引項,以確定對應予表在主表中的開始位置和長度,然後再根據給定的關鍵字K2,茬對應的子表中查找出關鍵字等於K2的元素(結點)。對索引表或子表進行查找時,若表是順序存儲的有序表,則既可進行順序查找,也可進行二分查找,否則只能進行順序查找。
設數組A是具有mainlist類型的一個主表,數組B是具有inde)dist類型的在主表A 上建立的一個索引表,m為索引表B的實際長度,即所含的索引項的個數,KI和K2分別為給定待查找的索引值和關鍵字(當然它們的類型應分別為索引表中索引值域的類型和主表中關鍵字域在索引存儲中,不僅便於查找單個元素,而且更便於查找一個子表中的全部元素。當需要對一個子袁中的全部元素依次處理時,只要從索引表中查找出該子表的開始位
置即可。由此開始位置可以依次取出該子表中的每一個元素,所以整個查找過程的時間復雜度為,若不是採用索引存儲,而是採用順序存儲,即使把它組織成有序表而進行二分查找時,索引查找一個子表中的所有元素與二分查找一個子表中的所有元素相比。
若在主表中的每個子表後都預留有空閑位置,則索引存儲也便於進行插入和刪除運算,因為其運算過程只涉及到索引表和相應的子表,只需要對相應子表中的元素進行比較和移動,與其它任何子表無關,不像順序表那樣需涉及到整個表中的所有元素,即牽一發而動全身。
在線性表的索引存儲結構上進行插入和刪除運算的演算法,也同查找演算法類似,其過程為:首先根據待插入或刪除元素的某個域(假定子表就是按照此域的值劃分的)的值查找索引表,確定出對應的子表,然後再根據待插入或刪除元素的關鍵字,在該子表中做插入或刪除元素的操作。因為每個子表不是順序存儲,就是鏈接存儲,所以對它們做插入或刪除操作都是很簡單的。
4.插入法排序
#define N 10
#include"stdio.h"
main()
{ int i,j,k,t,a[N];
clrscr();
printf("Please input %d numbers:\n",N);
for(i=0;i<N;i++)
scanf("%d",&a[i]);
for(i=1;i<N;i++)
{
for(j=0;j<i;j++)
{if(a[j]>a[i])
{t=a[i];
for(k=i;k>=j;k--)
a[k]=a[k-1];
a[j]=t;
}
}
}
printf("small to big order:\n");
for(i=0;i<N;i++)
printf("%-2d",a[i]);
printf("\n");
getch();
}

❷ 怎樣用C語言實現帶監視哨的簡單順序查找演算法和折半查找演算法並計算其比較次數

哎,我就辛苦辛苦了啦。

以下是可以編譯運行的代碼,在VC6.0下通過。

#include <stdio.h>
#define LENGTH 20

void SequenceSearch(int *fp,int Length);
void Search(int *fp,int length);
void Sort(int *fp,int length);

void main()
{
int count;
int arr[LENGTH];

printf("請輸入你的數據的個數:\n");
scanf("%d",&count);
printf("請輸入%d個數據\n",count);
for(int i=0;i<count;i++)
{
scanf("%d",&arr[i]);
}

int choise=0;
do
{
printf("1.使用順序查詢.\n2.使用二分查找法查找.\n3.退出\n");
scanf("%d",&choise);

if(choise==1)
SequenceSearch(arr,count);
else if(choise==2)
Search(arr,count);
else if(choise==3)
break;
} while (choise==1||choise==2||choise==3);
}

void SequenceSearch(int *fp,int Length)
{
int data;
printf("開始使用順序查詢.\n請輸入你想要查找的數據.\n");
scanf("%d",&data);

for(int i=0;i<Length;i++)
if(fp[i]==data)
{
printf("經過%d次查找,查找到數據%d.\n",i+1,data);
return ;
}

printf("經過%d次查找,未能查找到數據%d.\n",i,data);
}

void Search(int *fp,int length)
{
int data;
printf("開始使用順序查詢.\n請輸入你想要查找的數據.\n");
scanf("%d",&data);
printf("由於二分查找法要求數據是有序的,現在開始為數組排序.\n");
Sort(fp,length);
printf("數組現在已經是從小到大排列,下面將開始查找.\n");

int bottom,top,middle;

bottom=0;
top=length;

int i=0;
while (bottom<=top)
{
middle=(bottom+top)/2;
i++;
if(fp[middle]<data)
{
bottom=middle+1;
}
else if(fp[middle]>data)
{
top=middle-1;
}
else
{
printf("經過%d次查找,查找到數據%d.\n",i,data);
return;
}
}
printf("經過%d次查找,未能查找到數據%d.\n",i,data);
}

void Sort(int *fp,int length)
{
printf("現在開始為數組排序,排列結果將是從小到大.\n");

int temp;
for(int i=0;i<length;i++)
for(int j=0;j<length-i-1;j++)
if(fp[j]>fp[j+1])
{
temp=fp[j];
fp[j]=fp[j+1];
fp[j+1]=temp;
}

printf("排序完成!\n下面輸出排序後的數組:\n");
for(int k=0;k<length;k++)
{
printf("%5d",fp[k]);
}
printf("\n");

}

我粗略的測試了下,沒有什麼問題,有問題的話可以網路給我留言,當然,程序很容易,你可以自己修改。

❸ C語言編寫數據結構查找演算法

實驗五 查找的實現
一、 實驗目的
1.通過實驗掌握查找的基本概念;
2.掌握順序查找演算法與實現;
3.掌握折半查找演算法與實現。
二、 實驗要求
1. 認真閱讀和掌握本實驗的參考程序。
2. 保存程序的運行結果,並結合程序進行分析。
三、 實驗內容
1、建立一個線性表,對表中數據元素存放的先後次序沒有任何要求。輸入待查數據元素的關鍵字進行查找。為了簡化演算法,數據元素只含一個整型關鍵字欄位,數據元素的其餘數據部分忽略不考慮。建議採用前哨的作用,以提高查找效率。
2、查找表的存儲結構為有序表,輸入待查數據元素的關鍵字利用折半查找方法進行查找。此程序中要求對整型量關鍵字數據的輸入按從小到大排序輸入。
一、順序查找
順序查找代碼:
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
typedef struct node{
intkey;
}keynode;
typedef struct Node{
keynoder[50];
intlength;
}list,*sqlist;
int Createsqlist(sqlist s)
{
inti;
printf("請輸入您要輸入的數據的個數:\n");
scanf("%d",&(s->length));
printf("請輸入您想輸入的%d個數據;\n\n",s->length);
for(i=0;i<s->length;i++)
scanf("%d",&(s->r[i].key));
printf("\n");
printf("您所輸入的數據為:\n\n");
for(i=0;i<s->length;i++)
printf("%-5d",s->r[i].key);
printf("\n\n");
return1;
}
int searchsqlist(sqlist s,int k)
{
inti=0;
s->r[s->length].key=k;
while(s->r[i].key!=k)
{

i++;
}
if(i==s->length)
{
printf("該表中沒有您要查找的數據!\n");
return-1;
}
else
returni+1;
}
sqlist Initlist(void)
{
sqlistp;
p=(sqlist)malloc(sizeof(list));
if(p)
returnp;
else
returnNULL;
}
main()
{
intkeyplace,keynum;//
sqlistT;//
T=Initlist();
Createsqlist(T);
printf("請輸入您想要查找的數據的關鍵字:\n\n");
scanf("%d",&keynum);
printf("\n");
keyplace=searchsqlist(T,keynum);
printf("您要查找的數據的位置為:\n\n%d\n\n",keyplace);
return2;
}
順序查找的運行結果:
二、折半查找
折半查找代碼:
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
typedef struct node{
intkey;
}keynode;
typedef struct Node{
keynoder[50];
intlength;
}list,*sqlist;
int Createsqlist(sqlist s)
{
inti;
printf("請輸入您要輸入的數據的個數:\n");
scanf("%d",&(s->length));
printf("請由大到小輸入%d個您想輸入的個數據;\n\n",s->length);
for(i=0;i<s->length;i++)
scanf("%d",&(s->r[i].key));
printf("\n");
printf("您所輸入的數據為:\n\n");
for(i=0;i<s->length;i++)
printf("%-5d",s->r[i].key);
printf("\n\n");
return1;
}
int searchsqlist(sqlist s,int k)
{
intlow,mid,high;
low=0;
high=s->length-1;
while(low<=high)
{
mid=(low+high)/2;
if(s->r[mid].key==k)
returnmid+1;
elseif(s->r[mid].key>k)
high=mid-1;
else
low=mid+1;
}
printf("該表中沒有您要查找的數據!\n");
return-1;
}
sqlist Initlist(void)
{
sqlistp;
p=(sqlist)malloc(sizeof(list));
if(p)
returnp;
else
returnNULL;
}
main()
{
intkeyplace,keynum;//
sqlistT;//
T=Initlist();
Createsqlist(T);
printf("請輸入您想要查找的數據的關鍵字:\n\n");
scanf("%d",&keynum);
printf("\n");
keyplace=searchsqlist(T,keynum);
printf("您要查找的數據的位置為:\n\n%d\n\n",keyplace);
return2;
}
折半查找運行結果:
三、實驗總結:
該實驗使用了兩種查找數據的方法(順序查找和折半查找),這兩種方法的不同之處在於查找方式和過程不同,線性表的創建完全相同,程序較短,結果也一目瞭然。

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