实验6:二分查找、Hash查找算法的程序实现
一、实验目的
1 .熟练掌握二分查找算法并能在有序表中进行查找操作。
2. 掌握Hash表的相关算法。
二、实验要求
1.认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。
2.复习顺序表及二叉树的基本操作过程。
3.编写完整程序完成下面的实验内容并上机运行。
4.整理并上交实验报告。
三、实验内容
1.二分查找又称为折半查找,它要求要查找的顺序表必须是有序表,即表中结点按关键字有序.并且要用顺序存储结构。
基本思想是:首先将给定值key与表中中间位置记录的关键字相比较,若二者相等,则查找成功,否则根据比较的结果确定下次查找的范围是在中间记录的前半部分还是后半部分,然后在新的查找范围内进行同样的查找,如此重复下去,直到在表中找到关键字与给定值相等的记录,或者确定表中没有这样的记录。
编写程序构造一个有序表La,从键盘接收一个关键字key,用二分查找法在La 中查找key,若找到则提示查找成功并输出key所在的位置,否则提示没有找到信息。
2.编写程序实现Hash表的建立、删除、插入以及查找操作。
程序应包含的主要功能函数有:
Hash( ):计算哈希地址
InitialHash( ):初始化哈希表
SearchHash( ):在哈希表中查找关键字
InsertHash( ):向哈希表中插入关键字
DeleteHash( ):删除哈希表中某一关键字
PrintHash ( ):打印输出哈希表
四、思考与提高
如何利用二分查找算法在一个有序表中插入一个元素x,并保持表的有序性?
实验2 查找算法的实现和应用?实验目的 1. 熟练掌握静态查找表的查找方法; 2. 熟练掌握动态查找表的查找方法; 3. 掌握hash表的技术. ?实验内容 1.用二分查找法对查找表进行查找; 2.建立二叉排序树并对该树进行查找; 3.确定hash函数及冲突处理方法,建立一个hash表并实现查找。 程序代码 #include cout<<"Not present!"; } return 0; } 结果 二叉排序树 #include 一,实验题目 实验十一:图实验 采用邻接表存储有向图,设计算法判断任意两个顶点间手否存在路径。 二,问题分析 本程序要求采用邻接表存储有向图,设计算法判断任意两个顶点间手否存在路径,完成这些操作需要解决的关键问题是:用邻接表的形式存储有向图并输出该邻接表。用一个函数实现判断任意两点间是否存在路径。 1,数据的输入形式和输入值的范围:输入的图的结点均为整型。 2,结果的输出形式:输出的是两结点间是否存在路径的情况。 3,测试数据:输入的图的结点个数为:4 输入的图的边得个数为:3 边的信息为:1 2,2 3,3 1 三,概要设计 (1)为了实现上述程序的功能,需要: A,用邻接表的方式构建图 B,深度优先遍历该图的结点 C,判断任意两结点间是否存在路径 (2)本程序包含6个函数: a,主函数main() b,用邻接表建立图函数create_adjlistgraph() c,深度优先搜索遍历函数dfs() d,初始化遍历数组并判断有无通路函数dfs_trave() e,输出邻接表函数print() f,释放邻接表结点空间函数freealgraph() 各函数间关系如右图所示: 四,详细设计 (1)邻接表中的结点类型定义: typedef struct arcnode{ int adjvex; arcnode *nextarc; }arcnode; (2)邻接表中头结点的类型定义: typedef struct{ char vexdata; arcnode *firstarc; }adjlist; (3)邻接表类型定义: typedef struct{ adjlist vextices[max]; int vexnum,arcnum; }algraph; (4)深度优先搜索遍历函数伪代码: int dfs(algraph *alg,int i,int n){ arcnode *p; visited[i]=1; p=alg->vextices[i].firstarc; while(p!=NULL) { if(visited[p->adjvex]==0){ if(p->adjvex==n) {flag=1; } dfs(alg,p->adjvex,n); if(flag==1) return 1; } p=p->nextarc; } return 0; } (5)初始化遍历数组并判断有无通路函数伪代码: void dfs_trave(algraph *alg,int x,int y){ int i; for(i=0;i<=alg->vexnum;i++) visited[i]=0; dfs(alg,x,y); } 五,源代码 #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "malloc.h" #define max 100 typedef struct arcnode{ //定义邻接表中的结点类型 int adjvex; //定点信息 arcnode *nextarc; //指向下一个结点的指针nextarc }arcnode; typedef struct{ //定义邻接表中头结点的类型 char vexdata; //头结点的序号 arcnode *firstarc; //定义一个arcnode型指针指向头结点所对应的下一个结点}adjlist; typedef struct{ //定义邻接表类型 adjlist vextices[max]; //定义表头结点数组 《数据结构课程实验》大纲 一、《数据结构课程实验》的地位与作用 “数据结构”是计算机专业一门重要的专业技术基础课程,是计算机专业的一门核心的关键性课程。本课程较系统地介绍了软件设计中常用的数据结构以及相应的存储结构和实现算法,介绍了常用的多种查找和排序技术,并做了性能分析和比较,内容非常丰富。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。 由于以下原因,使得掌握这门课程具有较大的难度: (1)内容丰富,学习量大,给学习带来困难; (2)贯穿全书的动态链表存储结构和递归技术是学习中的重点也是难点; (3)所用到的技术多,而在此之前的各门课程中所介绍的专业性知识又不多,因而加大了学习难度; (4)隐含在各部分的技术和方法丰富,也是学习的重点和难点。 根据《数据结构课程》课程本身的技术特性,设置《数据结构课程实验》实践环节十分重要。通过实验实践内容的训练,突出构造性思维训练的特征, 目的是提高学生组织数据及编写大型程序的能力。实验学时为18。 二、《数据结构课程实验》的目的和要求 不少学生在解答习题尤其是算法设计题时,觉得无从下手,做起来特别费劲。实验中的内容和教科书的内容是密切相关的,解决题目要求所需的各种技术大多可从教科书中找到,只不过其出现的形式呈多样化,因此需要仔细体会,在反复实践的过程中才能掌握。 为了帮助学生更好地学习本课程,理解和掌握算法设计所需的技术,为整个专业学习打好基础,要求运用所学知识,上机解决一些典型问题,通过分析、设计、编码、调试等各环节的训练,使学生深刻理解、牢固掌握所用到的一些技术。数据结构中稍微复杂一些的算法设计中可能同时要用到多种技术和方法,如算法设计的构思方法,动态链表,算法的编码,递归技术,与特定问题相关的技术等,要求重点掌握线性链表、二叉树和树、图结构、数组结构相关算法的设计。在掌握基本算法的基础上,掌握分析、解决实际问题的能力。 三、《数据结构课程实验》内容 课程实验共18学时,要求完成以下六个题目: 实习一约瑟夫环问题(2学时) 重庆文理学院软件工程学院实验报告册 专业:_____软件工程__ _ 班级:_____软件工程2班__ _ 学号:_____201258014054 ___ 姓名:_____周贵宇___________ 课程名称:___ 数据结构 _ 指导教师:_____胡章平__________ 2013年 06 月 25 日 实验序号 1 实验名称实验一线性表基本操作实验地点S-C1303 实验日期2013年04月22日 实验内容1.编程实现在顺序存储的有序表中插入一个元素(数据类型为整型)。 2.编程实现把顺序表中从i个元素开始的k个元素删除(数据类型为整型)。 3.编程序实现将单链表的数据逆置,即将原表的数据(a1,a2….an)变成 (an,…..a2,a1)。(单链表的数据域数据类型为一结构体,包括学生的部分信息:学号,姓名,年龄) 实验过程及步骤1. #include { ElemType elem[MAXSIZE]; /*线性表占用的数组空间*/ int last; /*记录线性表中最后一个元素在数组elem[ ]中的位置(下标值),空表置为-1*/ }SeqList; #include "common.h" #include "seqlist.h" void px(SeqList *A,int j); void main() { SeqList *l; int p,q,r; int i; l=(SeqList*)malloc(sizeof(SeqList)); printf("请输入线性表的长度:"); scanf("%d",&r); l->last = r-1; printf("请输入线性表的各元素值:\n"); for(i=0; i<=l->last; i++) { scanf("%d",&l->elem[i]); } px(l,i); printf("请输入要插入的值:\n"); 图实验一,邻接矩阵的实现 1.实验目的 (1)掌握图的逻辑结构 (2)掌握图的邻接矩阵的存储结构 (3)验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现 2.实验内容 (1)建立无向图的邻接矩阵存储 (2)进行深度优先遍历 (3)进行广度优先遍历 3.设计与编码 MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template #include 数据结构实验报告 一.题目要求 1)编程实现二叉排序树,包括生成、插入,删除; 2)对二叉排序树进行先根、中根、和后根非递归遍历; 3)每次对树的修改操作和遍历操作的显示结果都需要在屏幕上用树的形状表示出来。 4)分别用二叉排序树和数组去存储一个班(50人以上)的成员信息(至少包括学号、姓名、成绩3项),对比查找效率,并说明在什么情况下二叉排序树效率高,为什么? 二.解决方案 对于前三个题目要求,我们用一个程序实现代码如下 #include 实验报告 实验六图的应用及其实现 一、实验目的 1.进一步功固图常用的存储结构。 2.熟练掌握在图的邻接表实现图的基本操作。 3.理解掌握AOV网、AOE网在邻接表上的实现以及解决简单的应用问题。 二、实验内容 一>.基础题目:(本类题目属于验证性的,要求学生独立完成) [题目一]:从键盘上输入AOV网的顶点和有向边的信息,建立其邻接表存储结构,然后对该图拓扑排序,并输出拓扑序列. 试设计程序实现上述AOV网 的类型定义和基本操作,完成上述功能。 [题目二]:从键盘上输入AOE网的顶点和有向边的信息,建立其邻接表存储结构,输出其关键路径和关键路径长度。试设计程序实现上述AOE网类型定义和基本操作,完成上述功能。 测试数据:教材图7.29 【题目五】连通OR 不连通 描述:给定一个无向图,一共n个点,请编写一个程序实现两种操作: D x y 从原图中删除连接x,y节点的边。 Q x y 询问x,y节点是否连通 输入 第一行两个数n,m(5<=n<=40000,1<=m<=100000) 接下来m行,每行一对整数 x y (x,y<=n),表示x,y之间有边相连。保证没有重复的边。 接下来一行一个整数 q(q<=100000) 以下q行每行一种操作,保证不会有非法删除。 输出 按询问次序输出所有Q操作的回答,连通的回答C,不连通的回答D 样例输入 3 3 1 2 1 3 2 3 5 Q 1 2 D 1 2 Q 1 2 D 3 2 Q 1 2 样例输出 C C D 【题目六】 Sort Problem An ascending sorted sequence of distinct values is one in which some form of a less-than operator is used to order the elements from smallest to largest. For example, the sorted sequence A, B, C, D implies that A < B, B < C and C < D. in this problem, we will give you a set of relations of the form A < B and ask you to determine whether a sorted order has been specified or not. 【Input】 Input consists of multiple problem instances. Each instance starts with a line containing two positive integers n and m. the first value indicated the number of objects to sort, where 2 <= n<= 26. The objects to be sorted will be the first n characters of the uppercase alphabet. The second value m indicates the number of relations of the form A < B which will be given in this problem instance. 1 <= m <= 100. Next will be m lines, each containing one such relation consisting of three characters: an uppercase letter, the character "<" and a second uppercase letter. No letter will be outside the range of the first n letters of the alphabet. Values of n = m = 0 indicate end of input. 【Output】 For each problem instance, output consists of one line. This line should be one of the following three: Sorted sequence determined: y y y… y. Sorted sequence cannot be determined. Inconsistency found. 邻接矩阵的实现 1. 实验目的 (1)掌握图的逻辑结构 (2)掌握图的邻接矩阵的存储结构 (3)验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现2. 实验内容 (1)建立无向图的邻接矩阵存储 (2)进行深度优先遍历 (3)进行广度优先遍历3.设计与编码MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template int vertexNum, arcNum; }; #endif MGraph.cpp #include 数据结构实验报告全集 实验一线性表基本操作和简单程序 1.实验目的 (1)掌握使用Visual C++ 6.0上机调试程序的基本方法; (2)掌握线性表的基本操作:初始化、插入、删除、取数据元素等运算在顺序存储结构和链表存储结构上的程序设计方法。 2.实验要求 (1)认真阅读和掌握和本实验相关的教材内容。 (2)认真阅读和掌握本章相关内容的程序。 (3)上机运行程序。 (4)保存和打印出程序的运行结果,并结合程序进行分析。 (5)按照你对线性表的操作需要,重新改写主程序并运行,打印出文件清单和运行结果 实验代码: 1)头文件模块 #include iostream.h>//头文件 #include nodetype *create()//建立单链表,由用户输入各结点data域之值,//以0表示输入结束 { elemtype d;//定义数据元素d nodetype *h=NULL,*s,*t;//定义结点指针 int i=1; cout<<"建立一个单链表"< 姓名: 学号: 班级: 2010年12月15日 实验一线性表的应用 【实验目的】 1、熟练掌握线性表的基本操作在顺序存储和链式存储上的实现。、; 2、以线性表的各种操作(建立、插入、删除、遍历等)的实现为重点; 3、掌握线性表的动态分配顺序存储结构的定义和基本操作的实现; 4、通过本章实验帮助学生加深对C语言的使用(特别是函数的参数调用、指针类型的 应用和链表的建立等各种基本操作)。 【实验内容】 约瑟夫问题的实现:n只猴子要选猴王,所有的猴子按1,2,…,n编号围坐一圈,从第一号开始按1,2…,m报数,凡报到m号的猴子退出圈外,如此次循环报数,知道圈内剩下一只猴子时,这个猴子就是猴王。编写一个程序实现上述过程,n和m由键盘输入。【实验要求】 1、要求用顺序表和链表分别实现约瑟夫问题。 2、独立完成,严禁抄袭。 3、上的实验报告有如下部分组成: ①实验名称 ②实验目的 ③实验内容:问题描述:数据描述:算法描述:程序清单:测试数据 算法: #include 实验1 (C语言补充实验) 有顺序表A和B,其元素值均按从小到大的升序排列,要求将它们合并成一 个顺序表C,且C的元素也是从小到大的升序排列。 #include 求A QB #include 2009级数据结构实验报告 实验名称:约瑟夫问题 学生姓名:李凯 班级:21班 班内序号:06 学号:09210609 日期:2010年11月5日 1.实验要求 1)功能描述:有n个人围城一个圆圈,给任意一个正整数m,从第一个人开始依次报数,数到m时则第m个人出列,重复进行,直到所有人均出列为止。请输出n个人的出列顺序。 2)输入描述:从源文件中读取。 输出描述:依次从显示屏上输出出列顺序。 2. 程序分析 1)存储结构的选择 单循环链表 2)链表的ADT定义 ADT List{ 数据对象:D={a i|a i∈ElemSet,i=1,2,3,…n,n≧0} 数据关系:R={< a i-1, a i>| a i-1 ,a i∈D,i=1,2,3,4….,n} 基本操作: ListInit(&L);//构造一个空的单链表表L ListEmpty(L); //判断单链表L是否是空表,若是,则返回1,否则返回0. ListLength(L); //求单链表L的长度 GetElem(L,i);//返回链表L中第i个数据元素的值; ListSort(LinkList [内容要求] 1、存储结构:顺序表、单链表或其他存储结构,需要画示意图,可参考书上P59 页图2-9 2.2 关键算法分析 结点类: template 长春大学计算机学院网络工程专业 数据结构实验报告 实验名称:实验二栈和队列的操作与应用 班级:网络14406 姓名:李奎学号:041440624 实验地点:日期: 一、实验目的: 1.熟练掌握栈和队列的特点。 2.掌握栈的定义和基本操作,熟练掌握顺序栈的操作及应用。 3.掌握链队的入队和出队等基本操作。 4.加深对栈结构和队列结构的理解,逐步培养解决实际问题的编程能力。 二、实验内容、要求和环境: 注:将完成的实验报告重命名为:班级+学号+姓名+(实验二),(如:041340538张三(实验二)),发邮件到:ccujsjzl@https://www.doczj.com/doc/b211006356.html,。提交时限:本次实验后24小时之内。 阅读程序,完成填空,并上机运行调试。 1、顺序栈,对于输入的任意一个非负十进制整数,打印输出与其等值的八进制数 (1)文件SqStackDef. h 中实现了栈的顺序存储表示 #define STACK_INIT_SIZE 10 /* 存储空间初始分配量*/ #define STACKINCREMENT 2 /* 存储空间分配增量*/ typedef struct SqStack { SElemType *base; /* 在栈构造之前和销毁之后,base 的值为NULL */ SElemType *top; /* 栈顶指针*/ int stacksize; /* 当前已分配的存储空间,以元素为单位*/ }SqStack; /* 顺序栈*/ (2)文件SqStackAlgo.h 中实现顺序栈的基本操作(存储结构由SqStackDef.h 定义) Status InitStack(SqStack &S) { /* 构造一个空栈S */ S.base=(SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType)); if(!S.base) exit(OVERFLOW); /* 存储分配失败*/ S.top=S.base; S.stacksize=STACK_INIT_SIZE; return OK; } int StackLength(SqStack S) { // 返回S 的元素个数,即栈的长度, 编写此函数 洛阳理工学院实验报告 附:源程序: #include { InsertBST(&((*bst)->lchild),key); return OK; } else if(key>(*bst)->key) { InsertBST(&((*bst)->rchild),key); return OK; } } void CreateBST(BSTree *bst) { int key; *bst=NULL; scanf("%d", &key); while (key!=ENDKEY) { InsertBST(bst, key); scanf("%d", &key); } } BSTree SearchBST(BSTree bst, int key) { if(!bst) return NULL; else if(bst->key==key) return bst; //查找成功 else if(bst->key>key) return SearchBST(bst->lchild,key); else return SearchBST(bst->rchild,key); 实验六图的应用及其实现 一、实验目的 1.进一步功固图常用的存储结构。 2.熟练掌握在图的邻接表实现图的基本操作。 3.理解掌握AOE网在邻接表上的实现及解决简单的应用问题。 二、实验内容 [题目]:从键盘上输入AOE网的顶点和有向边的信息,建立其邻接表存储结构,输出其关键路径和关键路径长度。试设计程序实现上述AOE网类型定义和基本操作,完成上述功能。 三、实验步骤 (一)、数据结构与核心算法的设计描述 本实验题目是基于图的基本操作以及邻接表的存储结构之上,着重拓扑排序算法的应用,做好本实验的关键在于理解拓扑排序算法的实质及其代码的实现。 (二)、函数调用及主函数设计 以下是头文件中数据结构的设计和相关函数的声明: typedef struct ArcNode // 弧结点 { int adjvex; struct ArcNode *nextarc; InfoType info; }ArcNode; typedef struct VNode //表头结点 { VertexType vexdata; ArcNode *firstarc; }VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct //图的定义 { AdjList vertices; int vexnum,arcnum; int kind; }MGraph; typedef struct SqStack //栈的定义 { SElemType *base; SElemType *top; int stacksize; }SqStack; int CreateGraph(MGraph &G);//AOE网的创建 int CriticalPath(MGraph &G);//输出关键路径 (三)、程序调试及运行结果分析 (四)、实验总结 在做本实验的过程中,拓扑排具体代码的实现起着很重要的作用,反复的调试和测试占据着实验大量的时间,每次对错误的修改都加深了对实验和具体算法的理解,自己的查错能力以及其他各方面的能力也都得到了很好的提高。最终实验结果也符合实验的预期效果。 四、主要算法流程图及程序清单 1、主要算法流程图: 2、程序清单: 创建AOE网模块: int CreateGraph(MGraph &G) //创建有向网 { int i,j,k,Vi,Vj; ArcNode *p; cout<<"\n请输入顶点的数目、边的数目"< 附录A 实验报告 课程:数据结构(c语言)实验名称:图的建立、基本操作以及遍历系别:数字媒体技术实验日期: 12月13号 12月20号 专业班级:媒体161 组别:无 姓名:学号: 实验报告内容 验证性实验 一、预习准备: 实验目的: 1、熟练掌握图的结构特性,熟悉图的各种存储结构的特点及适用范围; 2、熟练掌握几种常见图的遍历方法及遍历算法; 实验环境:Widows操作系统、VC6.0 实验原理: 1.定义: 基本定义和术语 图(Graph)——图G是由两个集合V(G)和E(G)组成的,记为G=(V,E),其中:V(G)是顶点(V ertex)的非空有限集E(G)是边(Edge)的有限集合,边是顶点的无序对(即:无方向的,(v0,v2))或有序对(即:有方向的, 无向图中顶点V i的度TD(V i)是邻接矩阵A中第i行元素之和有向图中, 顶点V i的出度是A中第i行元素之和 顶点V i的入度是A中第i列元素之和 邻接表 实现:为图中每个顶点建立一个单链表,第i个单链表中的结点表示依附于顶点Vi的边(有向图中指以Vi为尾的弧) 特点: 无向图中顶点Vi的度为第i个单链表中的结点数有向图中 顶点Vi的出度为第i个单链表中的结点个数 顶点Vi的入度为整个单链表中邻接点域值是i的结点个数 逆邻接表:有向图中对每个结点建立以Vi为头的弧的单链表。 图的遍历 从图中某个顶点出发访遍图中其余顶点,并且使图中的每个顶点仅被访问一次过程.。遍历图的过程实质上是通过边或弧对每个顶点查找其邻接点的过程,其耗费的时间取决于所采用的存储结构。图的遍历有两条路径:深度优先搜索和广度优先搜索。当用邻接矩阵作图的存储结构时,查找每个顶点的邻接点所需要时间为O(n2),n为图中顶点数;而当以邻接表作图的存储结构时,找邻接点所需时间为O(e),e 为无向图中边的数或有向图中弧的数。 实验内容和要求: 选用任一种图的存储结构,建立如下图所示的带权有向图: 要求:1、建立边的条数为零的图; 数据结构教程 上机实验报告 实验七、图算法上机实现 一、实验目的: 1.了解熟知图的定义和图的基本术语,掌握图的几种存储结构。 2.掌握邻接矩阵和邻接表定义及特点,并通过实例解析掌握邻接矩阵和邻接表的类型定义。 3.掌握图的遍历的定义、复杂性分析及应用,并掌握图的遍历方法及其基本思想。 二、实验内容: 1.建立无向图的邻接矩阵 2.图的xx优先搜索 3.图的xx优先搜索 三、实验步骤及结果: 1.建立无向图的邻接矩阵: 1)源代码: #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #define MAXSIZE 30 typedefstruct{charvertex[MAXSIZE];//顶点为字符型且顶点表的长度小于MAXSIZE intedges[MAXSIZE][MAXSIZE];//边为整形且edges为邻近矩阵 }MGraph;//MGraph为采用邻近矩阵存储的图类型 voidCreatMGraph(MGraph *g,inte,int n) {//建立无向图的邻近矩阵g->egdes,n为顶点个数,e为边数inti,j,k; printf("Input data of vertexs(0~n-1): \n"); for(i=0;i数据结构实验十一:图实验
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