数据结构实验五.docx

1、数据结构实验五 实验五 查找与排序实验课程名：数据结构（c语言版）专业班级： 学 号： 姓 名： 实验时间： 实验地点： 指导教师： 一、实验目的1、进一步掌握指针变量、动态变量的含义。2、掌握二叉树的结构特性，以及各种存储结构的特点和适用范围。 3、掌握用指针类型描述、访问和处理二叉树的运算二、实验的内容和步骤下面是查找与排序的部分基本操作实现的算法，请同学们自己设计主函数和部分算法，调用这些算法，完成下面的实验任务。# define MAX_LENGTH 100typedef int KeyType;/* 顺序查找表的存储类型 */typedef struct /define struct

2、ure SSTable KeyType *elem; int length;SSTable;/* 在查找表中顺序查找其关键字等于 key 的数据元素。 */int Search_Seq(SSTable ST,KeyType key) /Search_Seq function int i; ST.elem0=key; for(i=ST.length;!(ST.elemi=key);-i) ; return (i); /if not find,return i=0/* 在有序查找表中折半查找其关键字等于 key 的数据元素*/int Search_Seq(SSTable ST,KeyType ke

3、y) /Search_Seq function int mid,low=1,high=ST.length; while(low=high) mid=(low+high)/2; if(key=ST.elemmid) return (mid); else if(keydata) p=T; return (OK); else if(keydata) SearchBST(T-lchild,key,T,p); else SearchBST(T-rchild,key,T,p);/*二叉排序树中插入算法*/int SearchBST(BiTree T,KeyType key,BiTree f,BiTree

4、&p) /SearchBST() if(!T) p=f; return (ERROR); else if(key=T-data) p=T; return (OK); else if(keydata) SearchBST(T-lchild,key,T,p); else SearchBST(T-rchild,key,T,p); /SearchBST() end/*二叉排序树中删除算法*/int Delete(BiTree &p) /Delete() sub-function BiTree q,s; if(!p-data) q=p; p=p-lchild; free(q); else if(!p-l

5、child) q=p; p=p-rchild; free(q); else q=p; s=p-lchild; while(s-rchild) q=s; s=s-rchild; p-data=s-data; if(q!=p) q-rchild=s-lchild; else q-lchild=s-rchild; /*链地址Hash表类型*/typedef int ElemType;typedef struct LNode ElemType key; struct LNode *next;LNode,*LinkList;typedef LNode * CHashTable MAXSIZE;/链地址H

6、ash表类型/*求Hash函数*/int H(int s)/ if(s) return s%11; /求关键字 else return 0;/H /*输入数据的关键字函数*/ElemType Inputkey() ElemType x; cout请输入数据x; return x;/*输入一组关键字,建立Hash表，表长为m，用链地址法处理冲突*/int Build_Hash (CHashTable & T, int m) ElemType key; LNode* q; int n; if(m1) return ERROR; for(int i=0; idata=key; q-next=NULL

7、; n=H(key); /查HASH表得到指针数组的地址 q-next=Tn; /原来的头指针后移 Tn=q; /新元素插入头部 /while return OK;/*输出用链地址法处理冲突的Hash表*/int Print_Hash (CHashTable & T) LNode* q; int n; for(int i=0; i11; i+) q=Ti; /哈希表初始化 while(q ) /输入元素有效 coutdatanext; coutendl; return OK;/*定义每个记录（数据元素）的结构*/Typedef struct /定义每个记录（数据元素）的结构 KeyType k

8、ey ; /关键字 InfoType otherinfo; /其它数据项RecordType，node ; /例如node.key表示其中一个分量/*定义顺序表L的结构*/Typedef struct /定义顺序表L的结构 RecordType r MAXSIZE +1 ; /存储顺序表的向量 /r0一般作哨兵或缓冲区 int length ; /顺序表的长度SqList ,L; /例如L.r或L.length表示其中一个分量/若r数组是表L中的一个分量且为node类型，则r中某元素的key分量表示为：ri.key/*直接插入排序算法的实现： */void InsertSort ( SqLis

9、t &L ) /对顺序表L作直接插入排序 for ( i = 2; i =L.length; + i ) /直接在原始无序表L中排序 if (L.ri.key L.ri-1.key) /若L.ri较小则插入有序子表内 L.r0= L.ri; /先将待插入的元素放入“哨兵”位置 L.ri= L.ri-1; /子表元素开始后移 for ( j=i-2; L.r0.key L.rj.key; -j ) L.rj+1= L.rj; /只要子表元素比哨兵大就不断后移L.rj+1= L.r0; /直到子表元素小于哨兵，将哨兵值送入 /当前要插入的位置（包括插入到表首） /if/ InsertSort /*

10、 希尔排序算法（主程序）*/void ShellSort(SqList &L，int dlta ，int t) /按增量序列dlta0t-1对顺序表L作Shell排序 for(k=0；kt；+k) ShellInsert(L，dltak)； / ShellSort/* 希尔排序算法（其中某一趟的排序操作） */void ShellInsert(SqList &L，int dk) /对顺序表L进行一趟增量为dk的Shell排序，dk为步长因子for(i=dk+1；i=L.length； + i) if(ri.key 0&(r0.keyrj.key); j-=dk) rj+dk=rj； rj+dk

11、=r0； /if /ShellInsert/理解难点：不提前处理i子集后部元素，每次只考虑子集的前部（j=j-dk），/第二轮也只考虑i+1那个子集的前部。/*一趟快速排序算法（针对一个子表的操作） */int Partition(SqList &L,int low,int high) /一趟快排/交换子表 rlowhigh的记录，使支点（枢轴）记录到位，并返回其位置。返回时，在支点之前的记录均不大于它，支点之后的记录均不小于它。 r0=rlow; /以子表的首记录作为支点记录，放入r0单元（续下页）pivotkey=rlow.key; /取支点的关键码存入pivotkey变量while(lo

12、w high) /从表的两端交替地向中间扫描 while(low=pivotkey ) - -high; rlow=rhigh; /比支点小的记录交换到低端； while(lowhigh & rlow.key=pivotkey) + +low; rhigh=rlow; /比支点大的记录交换到高端； rlow=r0; /支点记录到位； return low; /返回支点记录所在位置。/Partition/*整个快速排序的递归算法： */void QSort ( SqList &L, int low, int high ) /对顺序表L中的子序列r lowhigh 作快速排序if ( low hi

13、gh) pivot = Partition ( L, low, high ); QSort ( L, low, pivot-1); QSort ( L, pivot+1, high ); /if /QSort/*简单选择排序的算法*/Void SelectSort(SqList &L ) for (i=1; i0; - - i ) /把r1length建成大根堆 HeapAdjust(r, i, length ); /使rilength成为大根堆 / HeapSort/*堆排序的算法实现 */void HeapSort (HeapType &H ) /对顺序表H进行堆排序 for ( i =

14、H.length / 2; i 0; - - i ) HeapAdjust(H,i, H.length ); /for,建立初始堆 for ( i = H.length; i 1; - -i) H.r1 H.ri; /交换，要借用temp HeapAdjust( H, 1,i-1 ); /从头重建最大堆, i-1=m HeapAdjust(r, i, m )current=i; temp=ri; child=2*i; while(child=m) /检查是否到达当前堆尾，未到尾则整理 if ( childm & rchild.key=rchild.key ) breack; /根大则不必调整，

15、函数结束 else rcurrent=rchild; /否则子女中的大者上移 current= child; child=2* child; /从根降到子女位置继续向下整理！ / while rcurrent=temp; /直到自下而上都满足堆定义，再安置函数入口的那个结点ri (即temp) / HeapAdjust1.顺序表的顺序查找程序代码：#include#include#define MX_LENGTH 100typedef int KeyType;typedef struct KeyType *elem; int length;SSTable;int creat(SSTable &

16、L) int k,i; L.elem=(int*)malloc(MX_LENGTH*sizeof(int); if(!L.elem) return 0; L.length=0; coutk; L.length=k; cout请输入顺序表内元素：; for(i=1;iL.elemi; int out(SSTable &L) int i; cout顺序表内元素为：; for(i=1;i=L.length;i+) coutL.elemi ; coutendl; return 0;int Search_Seq(SSTable ST,KeyType key) /Search_Seq function i

17、nt i; ST.elem0=key; for(i=ST.length;!(ST.elemi=key);-i) ; return (i); /if not find,return i=0int main() int key,x; SSTable L; creat(L); out(L); coutkey; x=Search_Seq(L,key); cout元素在顺序表的位置为(若在顺序表中没有，为0):; coutendl; coutx; coutendl;2、有序顺序表的二分查找的算法程序代码：#include#include#define MX_LENGTH 100typedef int K

18、eyType;typedef struct KeyType *elem; int length;SSTable;int creat(SSTable &L) int k,i; L.elem=(int*)malloc(MX_LENGTH*sizeof(int); if(!L.elem) return 0; L.length=0; coutk; L.length=k; cout请输入顺序表内元素：; for(i=1;iL.elemi; int out(SSTable &L) int i; cout顺序表内元素为：; for(i=1;i=L.length;i+) coutL.elemi ; coute

19、ndl; return 0;int Search_Seq(SSTable ST,KeyType key) /Search_Seq function int mid,low=1,high=ST.length; while(low=high) mid=(low+high)/2; if(key=ST.elemmid) return (mid); else if(keyST.elemmid) high=mid-1; else low=mid+1; return (0);int main() int key,x; SSTable L; creat(L); out(L); coutkey; x=Searc

20、h_Seq(L,key); cout元素在顺序表的位置为(若在顺序表中没有，为0):; coutendl; coutx; coutendl;3、二叉排序树的查找、插入、删除等基本操作的实现程序代码：#include#include#define MX_LENGTH 100#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0typedef int KeyType;typedef char TElemType;/* 二叉树节点的存储类型 */typedef struct BiTNode /define stricture BiTree T

21、ElemType data; struct BiTNode *lchild,*rchild;BiTNode, *BiTree;/*建立二叉树*/int CreateBiTree(BiTree &T) /createBiTree() sub-function TElemType ch; coutch; if(ch=/) T=NULL; else if(!(T=(BiTNode *)malloc(sizeof(BiTNode) coutdata=ch; CreateBiTree(T-lchild); /create lchild CreateBiTree(T-rchild); /create rc

22、hild return (OK); /CreateBiTree() end/*前序遍历二叉树的递归算法*/int PreOrderTraverse(BiTree T) /PreOrderTravers sub-function if(T) coutdata; /visite T if (PreOrderTraverse(T-lchild) /traverse lchild if (PreOrderTraverse(T-rchild) /traverse rchild return (OK); return (ERROR); /if end else return (OK); /PreOrder

23、Traverse() end/* 中序遍历二叉树的递归算法*/int InOrderTraverse(BiTree T) /InOrderTraverse sub-function if(T) if (InOrderTraverse(T-lchild) /traverse lchild coutdata; /visite T if(InOrderTraverse(T-rchild) /traverse rchild return (OK); return (ERROR); /if end else return (OK); /InOrderTraverse() end/*在二叉排序树中查找某关

24、键字等于 key 的数据元素*/int SearchBST(BiTree T,char key,BiTree f,BiTree &p) /SearchBST() Sub-function if(!T) p=f; return (ERROR); else if(key=T-data) p=T; return (OK); else if(keydata) SearchBST(T-lchild,key,T,p); else SearchBST(T-rchild,key,T,p);/二叉排序树的插入int Insert(BiTree &T,TElemType e) BiTree p,s; if(!SearchBST(T,e,NULL,p) s=(BiTree)malloc(sizeof(BiTNode); s-data=e; s-lchild=s-rchild=NULL; if(!p) T=s; else if(edata) p-lchild=s; else p-rchild=s; return TRUE;