數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)--兩種常用查找算法的比較與實(shí)現(xiàn)(已修改)
2025-01-30 17:17 本頁(yè)面
【正文】 兩種常用查找算法的比較與實(shí)現(xiàn)摘 要：本次課程設(shè)計(jì)主要研究幾種常用查找算法的比較與實(shí)現(xiàn)，查找的算法有很多種：靜態(tài)查找表的順序表、有序表、索引順序表等查找結(jié)構(gòu)；動(dòng)態(tài)查找表的二叉排序樹(shù)、哈希查找等查找結(jié)構(gòu)。本次的課程設(shè)計(jì)主要研究?jī)煞N常見(jiàn)的查找算法：順序查找和折半查找，分析比較它們的時(shí)間復(fù)雜度，并且在此基礎(chǔ)上用C語(yǔ)言對(duì)它們進(jìn)行算法編程、調(diào)試和運(yùn)行。關(guān)鍵詞：C語(yǔ)言；順序查找；折半查找。時(shí)間復(fù)雜度。1 引 言 “數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是一門(mén)綜合性的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”的研究不僅涉及到計(jì)算機(jī)硬件的研究范圍，而且和計(jì)算機(jī)軟件的研究有著密切的關(guān)系無(wú)論是編譯程序還是操作系統(tǒng)，都涉及到數(shù)據(jù)元素在存儲(chǔ)器中的分配問(wèn)題。在研究信息檢索時(shí)也必須考慮如何組織數(shù)據(jù)，一遍查找和存取數(shù)據(jù)元素更為方便。因此，可以認(rèn)為“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”是介于數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件三者之間的一門(mén)核心課程。課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是實(shí)踐性教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的課程設(shè)計(jì)，更要求學(xué)生在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯特性和物理表示、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇和應(yīng)用、算法的設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)等方面，加深對(duì)課程基本內(nèi)容的理解。同時(shí)，在程序設(shè)計(jì)方法以及上機(jī)操作等基本技能和科學(xué)作風(fēng)方面受到比較系統(tǒng)和嚴(yán)格的訓(xùn)練。在日常生活中，人們幾乎每天都要進(jìn)行“查找”工作。例如，在電話號(hào)碼薄中查閱“某單位”或“某人”的電話號(hào)碼；在字典中查閱“某個(gè)詞”的讀音和含義等等。而同樣地，在各種系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件中，也存在“查找”：如編譯程序中符號(hào)表、信息處理表中相關(guān)信息的查找。所以，“查找”就是在一個(gè)含有眾多的數(shù)據(jù)元素（或記錄）的查找表中找出某個(gè)“特定的”數(shù)據(jù)元素（或記錄）【1】。在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行查找的方法也會(huì)隨數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不同而不同。在此，引入“查找表”的概念：同類(lèi)數(shù)據(jù)元素構(gòu)成的集合。所以，這次的課程設(shè)計(jì)就可以從靜態(tài)查找表的幾種典型的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)元素的查找的算法和操作的實(shí)現(xiàn)和比較。 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程設(shè)計(jì)作為獨(dú)立的教學(xué)環(huán)節(jié)，是計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)集中實(shí)踐環(huán)節(jié)系列之一，是學(xué)習(xí)完《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程后進(jìn)行的一次全面的綜合練習(xí)。所以需要我們了解并掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的設(shè)計(jì)方法，并且具備初步的獨(dú)立分析和設(shè)計(jì)能力，同時(shí)要掌握軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程的問(wèn)題分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、程序編碼測(cè)試等基本方法和技能，提高綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和方法獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。所以這次課程設(shè)計(jì)的目的在于：加強(qiáng)學(xué)生對(duì)C語(yǔ)言的基本知識(shí)和技能；加深對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論和基本知識(shí)的理解，提高解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力；同時(shí)幫助調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)、動(dòng)手能力。 本次課程設(shè)計(jì)，我準(zhǔn)備用不同的兩種常見(jiàn)的查找方法：針對(duì)順序查找表中查找方法，如順序查找、折半查找等。并且通過(guò)用這些算法實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)“特定的”數(shù)據(jù)元素（關(guān)鍵字）的查找，分析這些操作的性能：它們各自的時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度和其它的一些性能，同時(shí)記錄每種查找方法的優(yōu)缺點(diǎn)，比較得出它們的查找效率和查找范圍。2 設(shè)計(jì)概要 問(wèn)題描述對(duì)于不同的查找算法，它們各自的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度不同，查找的思想和算法也明顯不同，所以要分析它們的特點(diǎn)和效率，我們要多方面比較：要比較時(shí)間復(fù)雜度，我們可以從它們的查找長(zhǎng)度側(cè)面比較出來(lái)；而它們算法的實(shí)現(xiàn)就要熟悉它們的查找思想，熟練應(yīng)用C語(yǔ)言編寫(xiě)合適的程序。 設(shè)計(jì)思路靜態(tài)查找表有順序表和鏈?zhǔn)奖韮煞N表示方法，在這次的課程設(shè)計(jì)里，我用順序存儲(chǔ)表來(lái)表示這兩種查找算法的程序。我的設(shè)計(jì)思路及步驟如下：（1）熟悉兩種算法的編程思想,畫(huà)出流程圖。（2）先編寫(xiě)兩種算法的子程序，再遍寫(xiě)主程序調(diào)用它們。（3）分步調(diào)試子程序和主程序，直到不再出現(xiàn)錯(cuò)誤，然后運(yùn)行程序，檢查是否和 自己當(dāng)初的設(shè)想一樣，一直到結(jié)果能讓自己滿(mǎn)意。（4）比較得出兩種查找算法的優(yōu)缺。 相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)（1）C語(yǔ)言表示靜態(tài)查找表的順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)typedef struct {Ele
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