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查找算法：二分查找顺序查找

时间：2024-02-26 13:23:42

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查找算法：二分查找顺序查找

08年9月入学，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：/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。

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】

题目：编写一个程序，对顺序表{3,6,2,10,1,8,5,7,4,9},采用顺序查找关键字5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.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。

【相关代码】

函数sequential_search[cpp]view plaincopyintsequential_search(constList<int>&the_list, constKey&target) /*Post:Ifanentryinthe_listisequaltotarget,thenreturntheposition ofthisentry. Otherwisereturn-1 */ { intposition; ints=the_list.size(); for(position=0;position<s;position++){ intdata; the_list.retrieve(position,data); if(data==target){ returnposition; } } return-1; }

二分查找算法

二分查找前提是表是按递增或递减顺序的规范表。此次实验中我们使用的是递增表。

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*/

【相关代码】

函数binary_search[cpp]view plaincopyintbinary_search(constOrdered_list<int>&the_list, constKey&target) /*Post:Ifanentryinthe_listisequaltotarget,thenreturntheposition ofthisentry. Otherwisereturn-1 */ { intposition; intdata; intbottom=0,top=the_list.size()-1; while(bottom<=top){ position=(bottom+top)>>1; the_list.retrieve(position,data); if(data==target) returnposition; if(data<target)bottom=position+1; elsetop=position-1; } return-1; }