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数据结构实验 二分查找

2024-07-28 来源:飒榕旅游知识分享网


课程题目:

数据结构实验

学院:

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学号:

●实验题目:查找的应用

●实验内容:二分查找

●实验目的:掌握查找法的工作原理及应用过程,利用其工作原理完成上述实验题目中的内容。

●实验要求:为了使学生更好的掌握与理解课堂上老师所讲的概念与原理,实验前每个学生要认真预习所做的实验内容及编写源程序伪码(写在纸上及盘中均可) 以便在实验课中完成老师所布置的实验内容。

●实验学时:4学时

●设计原理:二分查找(Binary Search) 又称折半查找,它是一种效率比较高的查找

方法。但是,这种查找方法的前提是: “已经排序好的线性表”。我们的一维数组就是线性表。一位数组中的成员数据必须已经排序好了,才能用二分法来进行查找操作。排序可以是升序,也可是降序。

二分查找法也是一种通过关键字比较的查找方法。他的原理就是用关键字与被查找数据集(如一维数组)的中间位置(以下均是指下标)的数据比较。我们假设有一个20个数据的一位数组,升序。[a1,a2,a3,........,a20] 我们要查找的数据值为Key 。中间位置的计算方法为:mid=(首+尾)/2的底。“首”是指第一个数组成员的下标数组成员的下标值,“尾”在易语言自然是 命令“取数组成员数 (数组)”的值。“底”相当于易语言中的“取整”命令 如本例 mid=(1+20)/2=10.5 取底 mid=10 则首先 Key与数组的第10个成员进行比较。如果Key>a10,那么我们要找的数据就可能在数组的第11到20成员之间,反之,Key●详细程序清单及注释说明:

#include

#include

#include

#include

#define LIST_INIT_SIZE 100 //线性表存储空间的初始分配量

#define LISTINCREMENT 10 //线性表存储空间的分配增量

typedef struct

{

int *elem; //存储空间基址

int length; //当前长度

int listsize; //当前分配的存储空间(以sizeof(ElemType)为单位)

}Sqlist;

void initlist_sq(Sqlist &l)

{

l.elem=(int *)malloc(LIST_INIT_SIZE*sizeof(int));

l.length=0; //空表长度为0

l.listsize=LIST_INIT_SIZE; //初始存储容量

}

void amount(Sqlist &l)

{//输入数组长度以及每个数组元素的值

int a,b,c;

loop:printf(\"请输入数字的个数:\");

scanf(\"%d\

if(b<=0)

{

printf(\"输入错误!请重新输入!\\n\");

goto loop;

}

printf(\"\\n\");

l.length=l.length+b; //确定表长

printf(\"请输入数组元素!\\n\");

for(a=1;a<=l.length;a++)

{

printf(\"输入第%d个数:\

printf(\"\\n\");

scanf(\"%d\

l.elem[a]=c;

}

}

void order(Sqlist &l)

{//按照冒泡排序法为数组中的元素排序(升序)

int i,j,k;

for(i=1;i<=l.length;i++)

for(j=1;j<=l.length-i;j++)

if(l.elem[j]>l.elem[j+1])

{

k=l.elem[j];

l.elem[j]=l.elem[j+1];

l.elem[j+1]=k;

}

}

void output(Sqlist &l)

{//将排序后的数组元素输出

printf(\"经排序后的数组元素:\");

for(int i=1;i<=l.length;i++)

{

printf(\"%d\

printf(\" \");

}

printf(\"\\n\");

}

int Search_Bin(Sqlist l,int key)

{

int low=1; //置区间初值

int high=l.length; //置区间初值

int mid;

while(low<=high)

{

mid=(low+high)/2;

if(key==l.elem[mid]) return mid;

//找到待查元素

else if(key// Keyelse low=mid+1; //Key>l.elem[mid],继续在后半区间进行查找

}

return 0; //顺序表中不存在待查元素

}

main()

{

int m,n,v;

Sqlist l;

initlist_sq(l);

amount(l);

order(l);

output(l);

loop1:printf(\"请输入要查找的元素:\");

scanf(\"%d\

printf(\"\\n\");

n=Search_Bin(l,m);

if(n==0)

{

printf(\"数组中没有此元素!\");

printf(\"\\n\");

printf(\"是否继续??(输入1继续/输入0结束)\");

scanf(\"%d\

if(v==0) return 0;

else if(v==1) goto loop1;

}

else

{

printf(\"数组中找到此元素!\");

printf(\"\\n\");

printf(\"是否继续??(输入1继续/输入0结束)\");

scanf(\"%d\

if(v==0) return 0;

else if(v==1) goto loop1;

}

}

●运行测试结果:

●实验中所遇的问题及解决方法:

①、实验过程中会遇到在查找数组的头元素或者尾元素时,程序显示数组中没有此元素。

原因:在放置数组元素时,使用了0号单元,但经过验算,发现使用0号单元时会出现边界值的bug,导致程序出现异常。

在放弃使用0号单元后,程序能正常使用

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