[理学]计算机软件技术基础 第6章 查找和排序.ppt

查找和排序 自动化与电气工程学院 沈捷 查找基本概念 查找表: 由同一类数据构成的用于查找的集合被称作查找表。查找表是具有一定存储结构的数据集合，比如顺序表结构、链式结构、树形结构等。 查找往往根据数据元素的某个属性进行。例如根据学号查找某个学生记录。这种被用于查找的元素属性一般称为关键字，它往往可以唯一标识一个元素。 给定一个值K，在含有n个记录的文件中进行有哪些信誉好的足球投注网站，寻找一个关键字等于K的记录，如找到则成功，否则查找失败。 静态查找表: 查找表一旦建立，在以后的查找过程中就不会改变。它所对应的查找算法属于静态查找技术。 动态查找表：查找表建立后，在后来的查找过程中仍会改变查找表的内容。它所对应的查找算法属于动态查找技术。 动态查找的例子——词汇统计问题。就是统计一篇文章中使用了多少词汇以及每个词汇的使用次数。 解决方法是先建立一个空的查找表，以后每读到一个词就在查找表中查询一下，如果该词汇存在则将其使用次数加一，否则将新词插入到查找表中并设使用次数为一次。显然，这个查找表是不断扩张的。 静态查找技术 假设静态顺序查找表的存储结构为： struct SSTable{ ElemType *data; //存储空间地址 int length; //表的长度 }; 顺序查找表的元素存放在data[0]至data[length-1]中。 1 顺序查找 顺序查找的方法是从表的一端开始，逐一比较给定的数据key和表中数据元素的关键字x的值，若两个数据一致则查找成功，同时给出该数据元素在表中的位置，否则查找失败。 ElemType data[length]; int length; int SqSearch(ElemType data[length], KeyType key) { int k = 0; while(klengthdata[k]!=key) k++; if (klength) return k; //返回数据元素位置 else return 0; } 该算法若查找成功，则函数返回值为目标元素在表中的位置，否则返回0。这里元素位置从1开始算起。 在上述算法中为了避免“出界”，需在循环中作klength 的判断，这使算法的执行时间几乎增加一倍。为提高效率，对查找表的结构改动如下： 适当设置数组长度，将元素存于data[0]至data[length-1]中，在length号单元预存待查找数据key作为监视哨。改写查找过程为从后往前查找。 因为循环查找过程至少会在length号单元停止，这样就不必在每一次循环中都判别是否数组出界。 int SqSearch(data[length+1], KeyType key) { data[length+1] = key; //监视哨 int k = 0; while(data[k]!=key) k++; if (klength+1) return k; //返回数据元素位置 else return 0; } 该算法若查找成功，则函数返回值为目标元素在表中的位置，否则返回0。 2 对分查找（折半或二分） 顺序查找表的查找算法简单，但平均查找长度较大。如果顺序查找表的元素按照关键字的值有序存放，那么可利用高效的对分查找来完成查询。 假定元素按关键字的值升序排列，折半查找的思路是将给定的数据与有序表中间位置的元素做比较，若两者相等则查找成功；若前者小于后者则在中间位置左边的元素中继续查找；若前者大于后者则在中间位置右边的元素中继续查找。不断重复这一过程直到查找成功，或者直到查找区间缩小为一个元素时却仍未找到目标，则查找失败。 int BinSearch( data[length-1], KeyType key ) { int low, high, mid; low = 0; high = length-1; //设置查找区间初值 while (low = high) { mid = (low + high) / 2; if(key==data[mid]) return mid+1; //查找成功 else if( keydata[mid] ) high = mid-1; //继续在前半区间进行查找 else low = mid + 1; //继续在后半区间进行查找 } return 0;