快速排序与二分查找文档格式.docx
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基础实验大楼A508实验时间：
一、实验室名称：
软件实验室
二、实验项目名称：
数据结构与算法一快速排序与二分查找
三、实验学时：
4
四、实验原理：
快速排序的基本思想是：
通过一躺排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一不部分的所有数据都要小，然后再按次方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
假设要排序的数组是A[1]……A[N],首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一躺快速排序。
一躺快速排序的算法是：
1）设置两个变量I、J，排序开始的时候I:
=1，J:
=N
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X:
=A[1]；
3）从J开始向前搜索，即（J:
=J-1），找到第一个小于X的值，两者交换；
4）从I开始向后搜索，即（I:
=1+1），找到第一个大于X的值，两者交换；
5）重复第3、4步，直到I=J。
二分法查找（折半查找）的基本思想：
（1）确定该区间的中点位置：
mid=
（low+high）/2
min代表区间中间的结点的位置，low代表区间最左结点位置，high代表区间最右结点位置
（2）将待查a值与结点mid的关键字（下面用R[mid].key）比较，若相等，则查找成功，否则确定新的查找区间：
A）如果R[mid].key>
a，则由表的有序性可知，R[mid].key右侧的值都大于a，所以等于a的关键字如果存在，必然在R[mid].key左边的表中，这时high=mid-1;
B）如果R[mid].key<
a,则等于a的关键字如果存在，必然在R[mid].key右边的表中。
这时low=mid；
C）如果R[mid].key=a，则查找成功。
（3）下一次查找针对新的查找区间，重复步骤
（1）和
（2）
（4）在查找过程中，low逐步增加，high逐步减少，如果high<
low，则查找失败。
五、实验目的：
本实验通过实现快速排序和折半查找算法，使学生理解如何实现快速查
找和排序的基本算法思想。
通过练习，加强对算法的理解，提高编程能力。
六、实验内容：
（1）实现数据序列的输入；
（2）实现快速排序算法，并对输入的序列排序后输出；
（3）实现折半查找算法，并在步骤
（2）排序后的序列上，进行任意地查找，并输出查询结果。
七、实验器材（设备、元器件）：
PC机一台，装有C/C++语言集成开发环境。
八、数据结构及程序
/****************************************
******************
**
*
*陈家浩
*****************************************
****************
#include<
stdio.h>
#defineMAX100
intData[MAX+1]={0};
int
Quick_Part（int
Data[],int
i,intj）;
//一
趟排
序
Quick_Sort（int
s,intt）;
//递归排
Quick_Find（int
data,int
n）;
//二
分查找
intmain（void）
I
intchoose=-1inti,k,data;
;
//选择功能
intn;
//数据序列长度
while
（1）
{
printf（"
+排序与查找-
+\n"
"
|
1:
输入数据序列
|\n"
2:
序列排序
3:
查找信息
0:
退出
++++++++++++\n"
请选择：
"
）;
scanf（"
%d"
&
choose）;
switch（choose）
case1:
请输入序列数据个数：
scanf（"
if（n>
MAX）{
数据过多!
\n\n"
break;
}
else{
请输入数据序列：
\n"
for（i=1;
i<
=n;
i++）scanf（"
Data[i]）;
读取成功！
\n\n"
break;
case2:
Quick_Sort（Data,1,n）;
//快速排序
排序成功！
序列如下：
for（i=1;
i++）
%d"
Data[i]）;
printf（"
case3:
请输入待查找的数据：
data）;
k=Quick_Find（Data,data,n）;
//二分
法查找
if（k）
查找成功！
数据\"
%d\"
位于序列第%d位。
data,k）;
else
查找失败！
没有你要查找的数据！
default:
return0;
intQuick_Part（intData[],inti,intj）
{//快速排序
Data[0]=Data[i];
while（i<
j）{
while（（i<
j）&
&
（Data[0]<
=Data[j]））
j--;
//右边目标元比划
分元大，j往左移
if（i<
Data[i]=Data[j];
//比划分元小的关键字交换到左边
i++;
}while（（i<
（Data[0]>
=Data[i]））
//左边目标元比划
分元小，i往右移
Data[j]=Data[i];
//比划分元大的关键字交换到右边
Data[i]=Data[0];
//划分元存入正
//返回划分元
确位置
returni;
的位置
intQuick_Sort（intData[],ints,intt）
inti=Quick_Part（Data,s,t）;
//调用划分过程将顺序表分成两部分
if（i>
s）
Quick_Sort（Data,s,i-1）;
//递归调用排序
if（i<
t）
Quick_Sort（Data,i+1,t）;
//递归调用排序
//二分查
intQuick_Find（intData[],intdata,intn）{
找
intlow=1;
inthigh=n;
intmid;
//中间位置
//查找成功返回
while（low<
=high）{mid=（low+high）/2;
if（data==Data[mid]）returnmid;
位置
elseif（data>
Data[mid]）low=mid+1;
high=mid-1;
II查找失败
返回0
九、程序运行结果:
十、实验结论：
通过实现快速排序和折半查找算法，基本达到了实验目的。
快速排序的基本思想是每次确定一个划分元，将比划分元大的数据存储到划分元右边，比他小的存储到他左边，通过递归排序实现整个顺序表的排序。
然而，其中的递归调用很难，需要思考其中参数的变化，这需要细心。
十^一、总结及心得体会：
1对错误输入的解决方案还有待完善；
2快速排序递归调用结束的条件需要慎重考虑，否则极易陷入死循环。
例如课本上的while（svt）结束条件，第一次递归的s，t根本不会发生改变，以至于程序进入了死循环；
3、顺序表的存储方式可以有多种，这里为了方便采用了整形数组方式存储，当然也可以用结构数组来存储；
4、函数的返回值作用很大，要仔细决定；
5、实验虽然简单，淡水在以后的各个方面都会用到，所以应仔细完成，深刻理解内容。
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