查找算法:二分查找、顺序查找
2016-01-09 14:16 GarfieldEr007 阅读(1672) 评论(0) 编辑 收藏 举报08年9月入学,12年7月毕业,结束了我在软件学院愉快丰富的大学生活。此系列是对四年专业课程学习的回顾,索引参见:http://blog.csdn.net/xiaowei_cqu/article/details/7747205
查找算法
查找算法是在存在的序列(list) 中查找特定的目标(target),要求序列中每个记录必须与一个关键词(key)关联才能进行查找。
![](http://my.csdn.net/uploads/201207/18/1342575855_3923.png)
查找算法通常需要两个输入:
1、被查找的序列
2、要查找的关键词
查找算法的输出参数和返回值:
1、返回类型为 Error_code 的值用以表示是否查找成功
2、如果查找成功,返回 success, 输出参数 position 定位到目标所在位置
3、如果查找失败,返回 not present,输出参数可能是未定义或不同于已有位置的任何值
顺序查找算法
顺序查找算法的思路很简单:从表的第一个元素开始一个一个向下查找,如果有和目标一致的元素,查找成功;如果到最后一个元素仍没有目标元素,则查找失败。
【实验说明】
1)原顺序表;2)查找到关键字的位置;3)进行比较的次数。
1.首先要编写类表List。需要满足最基本的操作插入insert(),获取retrieve(),以及得到大小size()。
2.我们观察题目要求,表中虽然存储的是简单的整数,但如果我们使用List<int>对象显然无法记录比较次数,所以我们自己写一个类Key通过其内部int类型的数据成员来记录存于表中的值,并模仿int基本的逻辑操作,即编写重载逻辑运算符,同时增加一个静态数据成员comparisons用于记录其比较操作的次数。
3.准备工作做好之后开始编写顺序查找算法。算法的思路很简单,也较易实现,从表中第一个元素开始比较,发现目标则返回元素所在表中位置;若遍历之后没有目标,则查找失败,返回-1表示表中没有目标元素。
4.按题目要求编写最后的输出函数。
函数 sequential_search
- int sequential_search(const List<int> &the_list,
- const Key &target)
- /*Post: If an entry in the_list is equal to target, then return the position
- of this entry.
- Otherwise return -1
- */
- {
- int position;
- int s=the_list.size();
- for(position=0;position<s;position++){
- int data;
- the_list.retrieve(position,data);
- if(data==target){
- return position;
- }
- }
- return -1;
- }
二分查找算法
二分查找从表中间开始查找目标元素。如果找到一致元素,则查找成功。如果中间元素比目标元素小,则仍用二分查找方法查找表的后半部分(表是递增排列的),反之中间元素比目标元素大,则查找表的前半部分。
【实验说明】
题目:编写一个程序,对有序表{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10},采用二分查找关键字9的过程。要求输出:1)原顺序表;2)查找到关键字的位置;3)进行比较的次数。
1.二分查找算法的前提是表必须是有序的,如题目中是递增方式排列的表。实现表的有序一方面是用户规范输入,另一方面我们也可以编写有序的类来方便用户的输入。
所以从List中派生类Oredered_list,重新编写函数Error_code insert(int position,const Record &data),使插入的位置不满足表的有序条件时,不能插入。
同时编写插入的重载函数 Error_code insert(const Record &data),可以直接插入到合适的位置,方便用户输入。
2.仍使用题目1中的Key来表示目标
3.实现二分查找算法。通过书中的学习,我们直接使用添加相等判断的二分查找算法。即每次从表的中间元素开始比较,如果得到目标则返回元素所在表中位置;如果中间元素小于目标元素,则对右半部分继续二分查找;反之对前半部分表进行二分查找。若最后都没有目标元素,返回-1用以表示表中没有目标元素。
4.仍使用题目1编写的输出函数将结果输出。
/*注意这里因为Ordered_list是从List中派生而来,所以虽然print_out函数中第一个参数类型是List<int>,仍可以使用,而不用编写重载函数*/
/*注意这里因为Ordered_list是从List中派生而来,所以虽然print_out函数中第一个参数类型是List<int>,仍可以使用,而不用编写重载函数*/
- int binary_search(const Ordered_list<int> &the_list,
- const Key &target)
- /*Post: If an entry in the_list is equal to target, then return the position
- of this entry.
- Otherwise return -1
- */
- {
- int position;
- int data;
- int bottom=0,top=the_list.size()-1;
- while(bottom<=top){
- position=(bottom+top)>>1;
- the_list.retrieve(position,data);
- if(data==target)
- return position;
- if(data<target)bottom=position+1;
- else top=position-1;
- }
- return -1;
- }
![](http://my.csdn.net/uploads/201207/15/1342320490_4280.png)