实验五
实验结论
- Part1 二分查找
先来考虑下为什么要用二分查找。显而易见我们可以将查找元素和数组里每个元素进行比较,这样的查找方式时间复杂度是O(n),而二分查找在复杂度上是远低于n的,考虑每次都只查找一半的元素,如果你是循环了k次的话,那么最后查找进行在n/2^k个元素间,取n/2^k=1可得k=log2n,即时间复杂度是O(log2n),这远低于O(n).
// 练习:使用二分查找,在一组有序元素中查找数据项 // 形参是数组,实参是数组名 #include <stdio.h> const int N = 5; int binarySearch(int x[], int n, int item); int main() { int a[N] = { 1,3,9,16,21 }; int i, index, key; printf("数组a中的数据:\n"); for (i = 0;i < N;i++) printf("%d ", a[i]); printf("\n"); printf("输入待查找的数据项: "); scanf_s("%d", &key); // 调用函数binarySearch()在数组a中查找指定数据项item,并返回查找结果给index // 补足代码① index = binarySearch(a, N, key); if (index >= 0) printf("%d在数组中,下标为%d\n", key, index); else printf("%d不在数组中\n", key); return 0; } //函数功能描述: //使用二分查找算法在数组x中查找特定值item,数组x大小为n // 如果找到,返回其下标 // 如果没找到,返回-1 int binarySearch(int x[], int n, int item) { int low, high, mid; low = 0; high = n - 1; while (low <= high) { mid = (low + high) / 2; if (item == x[mid]) return mid; else if (item<x[mid]) high = mid - 1; else low = mid + 1; } return -1; }
请注意,由于本次使用vs2019,所以scanf经提示更改为scanf_s.
运行结果如下:
利用指针变量的代码如下:
// 练习:使用二分查找,在一组有序元素中查找数据项 // 形参是指针变量,实参是数组名 #include <stdio.h> const int N = 5; int binarySearch(int* x, int n, int item); int main() { int a[N] = { 1,3,9,16,21 }; int i, index, key; printf("数组a中的数据:\n"); for (i = 0;i < N;i++) printf("%d ", a[i]); printf("\n"); printf("输入待查找的数据项: "); scanf_s("%d", &key); // 调用函数binarySearch()在数组a中查找指定数据项item,并返回查找结果 // 补足代码① index = binarySearch(a, N, key); if (index >= 0) printf("%d在数组中,下标为%d\n", key, index); else printf("%d不在数组中\n", key); return 0; } //函数功能描述: //使用二分查找算法在x指向的数据项开始的n个数据中,查找item // 如果找到,返回其位置 // 如果没找到,返回-1 int binarySearch(int* x, int n, int item) { int low, high, mid; low = 0; high = n - 1; while (low <= high) { mid = (low + high) / 2; if (item == *(x + mid)) return mid; else if (item < *(x + mid)) high = mid - 1; else low = mid + 1; } return -1; }
- Part2 选择排序法
// 练习:使用选择法对字符串按字典序排序 #include <stdio.h> #include <string.h> void selectSort(char str[][20], int n); // 函数声明,形参str是二维数组名 int main() { char name[][20] = { "John", "Alex", "Joseph", "Candy", "Geoge" }; int i; printf("输出初始名单:\n"); for (i = 0; i < 5; i++) printf("%s\n", name[i]); selectSort(name, 5); // 调用选择法对name数组中的字符串排序 printf("按字典序输出名单:\n"); for (i = 0; i < 5; i++) printf("%s\n", name[i]); return 0; } // 函数定义 // 函数功能描述:使用选择法对二维数组str中的n个字符串按字典序排序 void selectSort(char str[][20], int n) { // 补足代码 int i, j, k; char temp[20]; for (i = 0;i < n - 1;i++) { k = i; for (j = i + 1;j < n;j++) { if (strcmp(str[k], str[j]) > 0) k = j; } if (k != i) { strcpy_s(temp, str[i]); strcpy_s(str[i], str[k]); strcpy_s(str[k], temp); } } }
运行结果如下:
由于使用的是vs2019,所以strcpy经提示修改成strcpy_s.
现在我们来考量这串代码。
selectSort的循环体,从思路着手,将a[0]与其后所有元素比较,找到最小的放在a[0];然后将a[1]与其后所有比较,找到最小的放在a[1];以此类推,外层循环是从0开始到n-2结束,而内层循环从1开始到n-1结束。而中间变量k的出现则是因为,如果a[0]>a[1]那么此时a[1]就是目前的最小数,就要将a[1]和之后的去比较,如果没有变量k,那么始终都是a[0]在和后面的比较,这是不合理的。
接着我们考虑为什么调用strcmp函数作为if语句,这是因为两个字符串里,可能会出现前面几个字母都相同的情况,比如ABL,ABH,单纯使用if(str[k][0]>str[j][0])是不合适的,如果非要如此使用那么便会是一个循环比较,从str[k][0]一直比较到str[k][20],那就和strcmp无太大区别而更麻烦于strcmp。
接着我们考虑为什么调用strcpy,这里直接引用另一篇博文的内容来解释。
字符串常量"hello"出现在一个表达式中时,"hello"表达式使用的值就是这些字符所存储的地址(在常量区),而不是这些字符本身。
所以,可以把字符串赋值给指向字符的指针p,而不能把字符串赋值给一个字符数组。
char a[10] = “hello”; //这样可以,这种情况是c语言初始化所支持的
如果写成char a[10]
然后 a = “hello” 这样就错误了。
同样是a数组,char a[10] = “hello”;这种是数组的初始化,和a[0] = ‘h’ a[1] = ‘e’…是一个道理
但是换成char a [10]
然后a = “hello”就不行了 “hello”赋值的值是一个地址,而a虽然也有地址,但是这与指针是不一样的,指针的值是地址,而数组的值虽然也是地址,但是却是一个常量,所以不能给常量赋值。
- Part3
之所以在结尾添加'\0',我认为是因为字符串是以\0结尾的,但是中间的过程让字符串的长度减小了,虽然在字符串s中仍有一个\0,但是它是一个孤立的存在,因此要在s删去星号后的实际长度之后再加一个\0.
其次我们来说明下ex3-3中line25-69的含义:
25-44不过多解释,只需对照注释即可理解;46将s赋给了p,然后将head之前的字符保持不变,此时i和p的位置都指向了中间位置的第一个非*字符,接着的循环while(p<tail)实际是从head位置开始到tail结束,这个循环的作用就是讲head与tail之间的非*字符赋给s,也就是删除了*,此循环结束后i和p指向了tail,接着的一个循环便是将tail之后的字符赋给s,结束后p指向\0,i指向了一个不知名地址,因此要再赋值\0作为字符串的结束。
实验总结和体会
这一部分学的并不是很扎实,还要多看书多练习来巩固。