数据结构查找算法课程设计.doc

存档编号： 西安******** 课程设计说明书 设计题目： 查找算法性能分析 系别： 计算机学院 专业： 计算机科学 班级： 计科*** 姓名： 王*** （共 页） 2015年 01月07 日 ***** 计算机科学 专业课程设计任务书 姓名： *** 班级： 计科**** 学号： **** 一、设计或实践题目 查找算法性能分析 二、内容及要求 设计程序，对比分析顺序查找、折半查找、索引查找、二叉排序树查找和散列查找五种查找算法的性能 1、测试数据的个数不少于50个； 2、对每一种查找算法设计实现适应的存储结构； 3、输出每种查找算法的查找成功时的平均长度 三、完成形式 1、设计报告； 2、源程序 四、系（部）审核意见 指导教师： **** 发题日期： 2015-01-05 完成日期： 2015-01-09 一 需求分析 1问题描述 查找又称检索，是指在某种数据结构中找出满足给定条件的元素。查找是一种十分有用的操作。而查找也有内外之分，若整个查找过程只在内存中进行称为内查找；若查找过程中需要访问外存，则称为外查找，若在查找的同时对表做修改运算（插入或删除），则相应的表成为动态查找表，反之称为静态查找表。 由于查找运算的主要运算是关键字的比较，所以通常把查找过程中对关键字的平均比较次数（也叫平均查找长度）作为一个查找算法效率优劣的标准。平均查找程度ASL定义为： ASL=∑PiCi（i从1到n） 其中Pi代表查找第i个元素的概率，一般认为每个元素的查找概率相等，Ci代表找到第i个元素所需要比较的次数。 查找算法有顺序查找、折半查找、索引查找、二叉树查找和散列查找（又叫哈希查找），它们的性能各有千秋，对数据的存储结构要求也不同，譬如在顺序查找中对表的结果没有严格的要求，无论用顺序表或链式表存储元素都可以查找成功；折半查找要求则是需要顺序表；索引表则需要建立索引表；动态查找需要的树表查找则需要建立建立相应的二叉树链表；哈希查找相应的需要建立一个哈希表。 2基本要求 输入的形式和输入值的范围； 在设计查找算法性能分析的过程中，我们调用产生随机数函数： srand((int)time(0)); 产生N个随机数。 注：折半查找中需要对产生的随机数进行排序，需要进行排序后再进行输入，N50; 输出形式； 查找算法分析过程中，只要对查找算法稍作修改就可以利用平均查找长度的公式： ASL=∑PiCi（i从1到n） 输出各种查找算法的平均查找长度。 注：平均查找长度=总的平均查找长度/N； 程序所能达到的功能 通过输出几种查找算法的ASL，我们很显然能得在数据量较小时（N100）我们在实现静态查找时应该选择如何调用哪种查找算法。 二 概要设计 说明本程序中用到的所有抽象数据类型的定义。主程序的流程以及各程序模块之间的层次(调用)关系。 数据结构 顺序查找：在进行顺序查找顺序表类型定时需要定义typedef int KeyType； 顺序表类型为SeqList类型。 typedef NodeType SeqList【MaxSize】；/ 它的基本思路是：从表的一端开始，顺序扫描线性表，依次将扫描到的关键字和给定值k相比较，若当前扫描到的关键字与k相等，查找成功。 折半查找：在进行顺序查找顺序表类型定时需要定义typedef int KeyType，并且需要调用排序函数对其进行排序。 折半查找类型为SeqList类型。 typedef NodeType SeqList【MaxSize】； 折半查找又叫二分查找，效率较高，但折半查找要求被查找的表示顺序表，它的基本思路是：设R【low…..high】是当前的查找区间，首先确定该区间的中点位置mid= ┖（low+high）/2 ┘，然后将待查的k值与R【mid】.key。 如果中点值的值是k，返回该元素的逻辑符号； 如果中点值k，则中点值之后的数都大于k，所以k值在该表的左边，所以确定一个新的查找区间； 如果中点值k，则中点值之后的数都小于k，k值在该表的右边，再在该表的右边确定一个新的查找区间； 依次循环。 索引查找：/索引存储结构是在存储数据的同时还建立附加的索引表，索引表包括关键字和地址。索引表的数据类型 KeyType key、int link，link代表对应块的起始下标。 typedef IdxType IDX[MaxSize] //索引表的类型 分块查找又称索引顺序查找，它的性能介于顺序查找和折半查找之间的一种算法，它的分块的思想是： 将表均