实验四 查找

实验四查找
一、 实验目的

1．掌握顺序查找、二分法查找的算法。

2．能运用线性表的查找方法解决实际问题。

二、 实验内容。

1．实现一个在无序线性表中查找元素x的算法

2．给出在一个递增有序表A中采用二分查找算法查找值为x的元素的算法。

3．
创建一棵二叉搜索树，给出查找元素x的算法

4．
自行设计测试步骤，并在实验步骤里详细说明要测试操作的边界情况。

5．
比较以上三种算法的时间复杂度。

#include<iostream>

#include<stdlib.h>

#include<time.h>

using namespace std;

typedef long clock_t;

int count=0;

template <class T>

struct BSTNode{//二叉树结点类

T data;

BSTNode<T> *left,*right;

BSTNode():left(NULL),right(NULL){}

BSTNode(const Td,BSTNode<T>*l=NULL,BSTNode<T>*r=NULL):

data(d),left(l),right(r){}

~BSTNode(){}

void setdata(Tt){data=t;}

T getdata(){returndata;}

};

template <class T>

class BST{

public:

BST():root(NULL){}

BST(T vvalue);

~BST(){}

bool search(const T& x)const

{

return(search(x,root)!=NULL)?true:false;

}

bool insert(constT& el){return insert(el,root);}

private:

BSTNode<T>*root;

T Refvalue; //输入停止标志，用于输入

int search(constT x,BSTNode<T>*ptr)const; //递归：搜索

bool insert(const T&el,BSTNode<T> *& ptr);//递归：插入

};

template<class T>

int BST<T>::search(const T x,BSTNode<T>*ptr)const

{

if(ptr==NULL){cout<<"失败"<<endl;return 0;}

BSTNode<T>*temp=ptr;

while(temp!=NULL)

{

if(x==temp->data)

{

cout<<temp->data;

count++;

cout<<"搜索成功"<<endl;

break;

}

else if(x<temp->data)

{

cout<<temp->data;

count++;

cout<<"失败"<<endl;

temp=temp->left;

}

else if(x>temp->data)

{

cout<<temp->data;

count++;

cout<<"搜索成功"<<endl;

temp=temp->right;

}

}

return count;

};

template <class T>

bool BST<T>::insert(const T&el,BSTNode<T>*&ptr){

if(ptr==NULL){

ptr=newBSTNode<T>(el);//创建新结点

if(ptr==NULL){cerr<<"Outof Space"<<endl; exit(1);}

return true;

}

elseif(el<ptr->data) insert(el,ptr->left); //左子树插入

else if(el>ptr->data)insert(el,ptr->right); //右子树插入

else return false; //el已在树中，无需插入

}

template <class T>

BST<T>::BST(T vvalue){//建立二叉树

T t;root=NULL;Refvalue=vvalue;//置空树,refvalue
为一个输入结束标志

cin>>t;

while(t!=Refvalue){

insert(t,root);cin>>t; //插入，再输入数据

}

}

void main(void){

//cout<<"建立二叉搜索树：(-1为结束标志)"<<endl;

BST<int> bst; //停止输入标志为-1

int x,c;

int number;

clock_t start,finish;

double duration;

srand((unsigned)time(0));

for(int i=1;i<=100;i++){

x=rand()%100;

bst.insert(x);

}

cout.width(40);

cout<<"二叉树搜索"<<endl;

cout<<"输入要查找数（100以内）"<<endl;

cin>>number;

start=clock();

c=bst.search(number);

finish=clock();

duration=(double)(finish-start)/CLOCKS_PER_SEC;

cout<<"共查找"<<count<<"次"<<endl;

cout<<duration<<'s'<<endl;

}

#include <stdio.h>

#include <iostream.h>

#include<math.h>

#include<time.h>

#define N 21

void main(void)

{

int a
;

int i,n,num;

inttop,bottom,mid;

int flag=1; //如果在表列中找到数字，则值为1，否则为0

int loc=-1;//要查找的数在表列中的位置，如果loca=-1表示表列中没有这个数;如果有这个数,则它的值为所在的位置

clock_tstart,end;

double time;

printf("你想在多少个数中进行折半查找，请输入（1--20）：");

scanf("%d",&n);

while(n<1 ||n>20)

{

printf("你输入的数不正确，请重新输入。\n");

printf("你想在多少个数中进行折半查找，请输入（1--20）：");

scanf("%d",&n);

}

printf("请你输入一个整数 a[1]:");

scanf("%d",&a[1]);

i=2;

printf("从小到大输入列表\n");

while(i<=n) //输入从小到大的表列

{

printf("请你输入一个整数 a[%d]:",i);

scanf("%d",&a[i]);

if(a[i] >a[i-1])

i++;

else

printf("你输入的数不满足要求，请重新输入。\n");

}

//输出表列

printf("\n输出表列\n");

for(i=1; i<=n;i++)

{

printf("%6d",a[i]);

}

printf("\n");

printf("请你输入要查找的数：\n");

scanf("%d",&num);

flag=1; //假设输入的数在表列中

top=n;

bottom=1;

mid=(top+bottom)/2;

start=clock();

while(flag)

{

printf("top=%d, bottom=%d, mid=%d,a[%d]=%d\n",top,bottom,mid,mid,a[mid]);

if((num>a[top]) || (num<a[bottom]) ) //输入的数num>a[top]
或者num<a[bottom]，肯定num不在这个表列中

{

loc=-1;

flag=0;

}

elseif(a[mid]==num) //如果num
等于找到的数

{

loc=mid;

printf("找到数 %6d
的位置%2d\n",num,loc);

break;

}

elseif(a[mid]>num) //若 a[mid]>num，则num
一定在 a[bottom]和a[mid-1]范围之内

{

top=mid-1;

mid=(top+bottom)/2;

}

elseif(a[mid]<num) //若 a[mid]<num，则num
一定在 a[mid+1]和a[top]范围之内

{

bottom=mid+1;

mid=(top+bottom)/2;

}

}

end=clock();

if(loc==-1)

{

printf("%d
这个数在表列中没有找到。\n",num);

}

time=(double)(end-start)/CLOCKS_PER_SEC;

cout<<"这半查找时间"<<time<<endl;

}