大学实验5：静态查找表的建立以及排序
实验目的：深入理解静态查找表的建立过程，以及顺序排序和折半排序算法的基本思想
实验内容：
1．建立静态查找表
2．实现顺序排序函数并完成功能测试
3．实现折半排序函数并完成功能测试
步骤1：包含必要的函数库，对结构体LNode中的常量和数据类型进行具体定义
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 4 //将关键字的类型实例化为整型 5 typedef int KeyType; 6 //设置静态表的最大长度 7 #define MAXSIZE 20
步骤2：定义结构体SSElement
1 /*利用结构体SSElement实现静态表中的每个元素*/ 2 typedef struct{ 3 KeyType key; 4 //可进一步地增加定义其他的域 5 }SSElement;
步骤3：定义结构体SSTable
1 /*利用结构体SSTable实现静态查找表*/ 2 3 typedef struct{ 4 5 SSElement *elem; 6 7 int length;//静态查找表的长度 8 9 int tablesize;//静态查找表的最大长度 10 11 }SSTable;
提示：结构体SSTable的定义方式与实验1中的结构体SqList类似
步骤4：定义函数InitSSTable()，用于对静态查找表进行初始化。
提示1：该函数利用malloc()函数为结构体的elem数组分配内存空间。
提示2：elem数组的0号单元用于保存哨兵元素，1至MAXSIZE号单元用于保存静态查找表中的数据元素。
1 /*函数InitSSTable()用于初始化静态表*/ 2 3 int InitSSTable(SSTable *ST) 4 5 { 6 7 (*ST).elem=(SSElement *)malloc((MAXSIZE+1)*sizeof(SSElement)); 8 9 if (!(*ST).elem) exit(-1); 10 11 (*ST).length=0; 12 13 (*ST).tablesize=MAXSIZE; 14 15 /*创建哨兵元素，并将其保存在数组单元(*ST).elem[0]中，将该元素的关键字初值设置为0*/ 16 17 SSElement se; 18 19 se.key=0; 20 21 (*ST).elem[0]=se; 22 23 return 1; 24 25 }
步骤5：定义函数SSTableInsert()，用于向静态查找表中添加数据元素
提示：与实验1中的函数ListInsert_Sq()类似，最大的区别是第i个元素保存在elem数组的i号单元而非i-1单元。
1 /*函数SSTableInsert()用于向静态表中添加元素*/ 2 int SSTableInsert(SSTable *ST,int i, 3 SSElement se) 4 { 5 SSElement *p,*q; 6 if (i<1||i>(*ST).tablesize) 7 return 0; 8 if((*ST).length>=(*ST).tablesize) 9 { 10 printf("静态查找表已满！"); 11 return 0; 12 } 13 else 14 { 15 q=&((*ST).elem[i]); 16 for(p=&((*ST).elem[(*ST).length]);p>=q;--p) 17 *(p+1)=*p; 18 *q=se; 19 ++(*ST).length; 20 return 1; 21 } 22 }
步骤6：定义函数GetSSElem()，该函数的作用是对前两个函数InitSSTable()、SSTableInsert()的功能进行测试。
提示：与实验1中的函数GetElem_Sq()类似，最大的区别是第i个元素保存在elem数组的i号单元而非i-1单元。
1 /*函数GetSSElem()用于返回静态查找表指定位置上的元素*/ 2 int GetSSElem(SSTable ST,int i,SSElement *se) 3 { 4 if(i<1||i>ST.length) 5 return -1; 6 *se=ST.elem[i]; 7 return 1; 8 }
步骤7：在主函数main()中对前两个函数InitSSTable()、SSTableInsert()的功能进行测试。
测试代码：
1 int flag;//该标志表示函数执行是否成功 2 3 int i;//控制for循环的变量 4 5 SSElement se; 6 7 SSTable A; 8 9 InitSSTable(&A);//初始化静态查找表 10 11 /*向静态查找表中插入元素10,20,30,40,56,60,70,80*/ 12 se.key=10; 13 SSTableInsert(&A,1,se); 14 15 … 16 17 se.key=80; 18 SSTableInsert(&A,8,se); 19 20 //测试插入的元素是否正确 21 printf("静态查找表中的元素为：\n"); 22 for(i=1;i<=A.length;i++) 23 { 24 flag=GetSSElem(A,i,&se); 25 if(flag==1) 26 printf("%4d",se.key); 27 } 28 printf("\n");
步骤8：定义函数SSTableSearch_Seq()，实现顺序查找功能
提示：可以直接对课本216页的算法9.1进行改造，但是需要在for循环执行空操作，否则会在for循环过程中不断向外层返回位置i。
1 /*函数SSTableSearch_Seq()用于实现静态查找*/ 2 int SSTableSearch_Seq(SSTable ST,KeyType key);
步骤9：对函数SSTableSearch_Seq()进行测试
测试代码：
1 //在主函数中追加定义如下变量 2 int pos;//保存匹配元素在静态查找表中的位置 3 int key;//保存待查找的关键字 4 //测试顺序查找函数SSTableSearch_Seq() 5 printf("函数SSTableSearch_Seq > 输入待查找的关键字:"); 6 scanf("%d",&key); 7 pos=SSTableSearch_Seq(A,key); 8 if (pos==0) printf("函数SSTableSearch_Seq > 查找失败!\n"); 9 else printf("函数SSTableSearch_Seq > 匹配元素在静态查找表中的位置为：%4d\n",pos);
步骤10：定义函数SSTableSearch_Bin()，实现顺序查找功能
提示：可以直接对课本220页的算法9.2进行改造
1 /*函数SSTableSearch_Bin()用于实现折半查找*/ 2 int SSTableSearch_Bin(SSTable ST,KeyType key);
步骤11：对函数SSTableSearch_Bin()进行测试
1 //测试折半查找函数SSTableSearch_Bin() 2 printf("函数SSTableSearch_Bin > 输入待查找的关键字:"); 3 scanf("%d",&key); 4 pos=SSTableSearch_Bin(A,key); 5 if (pos==0) printf("函数SSTableSearch_Bin > 查找失败!"); 6 else printf("函数SSTableSearch_Bin > 匹配元素在静态查找表中的位置为：%4d\n",pos);
思考题
1．如何编程实现9.1.4节的索引顺序查找。
1 /*函数SSTableSearch_Seq()用于实现静态查找*/ 2 int SSTableSearch_Seq(SSTable ST,KeyType key) 3 { 4 int i; 5 ST.elem[0].key=key; 6 for(i=ST.length;ST.elem[i].key!=key;--i) 7 {}//此处需要执行空操作，否则会在for循环过程中不断向外层返回位置i 8 /* 9 也可以采用书上的方式在for语句之后加分号，即 10 for(i=ST.length;ST.elem[i].key!=key;--i); 11 */ 12 return i; //查找失败时返回0 13 } 14 /*函数SSTableSearch_Bin()用于实现折半查找*/ 15 int SSTableSearch_Bin(SSTable ST,KeyType key) 16 { 17 int low,high,mid; 18 low=1; 19 high=ST.length; 20 while(low<=high) 21 { 22 mid=(low+high)/2; 23 if (key==ST.elem[mid].key) return mid; 24 else if(key<ST.elem[mid].key) high=mid-1; 25 else low=mid+1; 26 } 27 return 0; //查找失败时返回0 28 }
