数据结构-二分查找(含全部代码)
函数分析如下:
Binary_search(SqList L,ElemType key) 参数:顺序表L,待查关键字 功能:查找key 时间复杂度:O(logn)
每次和中间值比较,相同返回下标,不相同调整边界。
函数代码:
//二分查找函数
int Binary_search(SqList L,ElemType key)
{
int low = 0;int mid = 0;int high = L.length-1;
while(low<=high)
{
mid = (low+high)/2;
if(key==L.data[mid])
{
return mid;
}
else if(key>L.data[mid])
{
low = mid+1;
}
else
{
high = mid-1;
}
}
return -1;
}
全部代码:
/*
Project: binary_search(数据结构-二分查找)
Date: 2018/10/26
Author: Frank Yu
重点:
Binary_search(SqList L,ElemType key) 参数:顺序表L,待查关键字 功能:查找key 时间复杂度:O(logn)
基础函数:
CreatList(SqList &L,int n) 参数:顺序表L,顺序表长度n 功能:创建长度为的顺序表 时间复杂度:O(n)
InitList(SqList &L) 参数:顺序表L 功能:初始化 时间复杂度:O(1)
InsertList(SqList &L,int i,ElemType e) 参数:顺序表L,位置i,元素e 功能:位置i处插入元素e 时间复杂度:O(n)
ListDelete(SqList &L,int i) 参数:顺序表L,位置i 功能:删除位置i处元素 时间复杂度:O(n)
LocateElem(SqList L,ElemType e) 参数:顺序表L,元素e 功能:返回第一个等于e的元素的位置 时间复杂度:O(n)
PrintList(SqList L) 参数:顺序表L 功能:遍历L,并输出
*/
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#define MaxSize 100
#define ElemType int
#define Status int
using namespace std;
//顺序表数据结构
typedef struct
{
ElemType data[MaxSize];//顺序表元素
int length; //顺序表当前长度
}SqList;
//***************************基本操作函数*******************************//
//初始化顺序表函数,构造一个空的顺序表
Status InitList(SqList &L)
{
memset(L.data,0,sizeof(L));//初始化数据为0
L.length=0; //初始化长度为0
return 0;
}
//创建顺序表函数 初始化前n个数据
bool CreatList(SqList &L,int n)
{
if(n<0||n>MaxSize)false;//n非法
for(int i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d",&L.data[i]);
L.length++;
}
return true;
}
//插入函数 位置i插入数据 i及之后元素后移 1=<i<=length+1
bool InsertList(SqList &L,int i,ElemType e)
{
if(i<1||i>L.length+1) //判断位置是否有效
{
printf("位置无效!!!\n");
return false;
}
if(L.length>=MaxSize)//判断存储空间是否已满
{
printf("当前存储空间已满!!!\n");
return false;
}
for(int j=L.length;j>=i;j--)//位置i及之后元素后移
{
L.data[j]=L.data[j-1];
}
L.data[i-1]=e;
L.length++;
return true;
}
//删除函数 删除位置i的元素 i之后的元素依次前移
bool ListDelete(SqList &L,int i)
{
if(i<1||i>L.length)
{
printf("位置无效!!!\n");
return false;
}
for(int j=i;j<=L.length-1;j++)//位置i之后元素依次前移覆盖
{
L.data[j-1]=L.data[j];
}
L.length--;
return true;
}
//查找函数 按位置从小到大查找第一个值等于e的元素 并返回位置
int LocateElem(SqList L,ElemType e)
{
for(int i=0;i<L.length;i++)//从低位置查找
{
if(L.data[i]==e)
return i+1;
}
return 0;
}
//二分查找函数
int Binary_search(SqList L,ElemType key)
{
int low = 0;int mid = 0;int high = L.length-1;
while(low<=high)
{
mid = (low+high)/2;
if(key==L.data[mid])
{
return mid;
}
else if(key>L.data[mid])
{
low = mid+1;
}
else
{
high = mid-1;
}
}
return -1;
}
//********************************功能函数*****************************************//
//输出功能函数 按位置从小到大输出顺序表所有元素
void PrintList(SqList L)
{
printf("当前顺序表所有元素:");
for(int i=0;i<L.length;i++)
{
printf("%d ",L.data[i]);
}
printf("\n");
}
//创建顺序表函数
void Create(SqList &L)
{
int n;bool flag;
printf("请输入要创建的顺序表长度(>1):");
scanf("%d",&n);
printf("请输入%d个数(空格隔开):",n);
flag=CreatList(L,n);
if(flag){
printf("创建成功!\n");
PrintList(L);
}
else printf("输入长度非法!\n");
}
//插入功能函数 调用InsertList完成顺序表元素插入 调用PrintList函数显示插入成功后的结果
void Insert(SqList &L)
{
int place;ElemType e;bool flag;
printf("请输入要插入的位置(从1开始)及元素:\n");
scanf("%d%d",&place,&e);
flag=InsertList(L,place,e);
if(flag)
{
printf("插入成功!!!\n");
PrintList(L);
}
}
//删除功能函数 调用ListDelete函数完成顺序表的删除 调用PrintList函数显示插入成功后的结果
void Delete(SqList &L)
{
int place;bool flag;
printf("请输入要删除的位置(从1开始):\n");
scanf("%d",&place);
flag=ListDelete(L,place);
if(flag)
{
printf("删除成功!!!\n");
PrintList(L);
}
}
//查找功能函数 调用LocateElem查找元素
void Search(SqList L)
{
ElemType e;int flag;
printf("请输入要查找的值:\n");
scanf("%d",&e);
flag=LocateElem(L,e);
if(flag)
{
printf("该元素位置(从1起)为:%d\n",flag);
}
else
printf("未找到该元素!\n");
}
//简单选择排序功能函数 为二分做准备
void SelectSort(SqList &L)
{
int min;int temp;
for(int i=0;i<L.length;i++)
{
min=i;
for(int j=i+1;j<L.length;j++)
{
if(L.data[j]<L.data[min])min=j;
}
if(min!=i)
{
temp=L.data[min];
L.data[min]=L.data[i];
L.data[i]=temp;
}
}
}
//二分查找功能函数 调用Binary_search
void Binary(SqList L)
{
int key;int place;
SelectSort(L); //二分查找前先排序
PrintList(L);
printf("请输入要查找的值:\n");
scanf("%d",&key);
place=Binary_search(L,key);
if(place>=0)printf("位置(从0起)为:%d\n",place);
else printf("未找到!\n");
}
//菜单
void menu()
{
printf("********1.创建 2.插入*********\n");
printf("********3.删除 4.查找*********\n");
printf("********5.输出 6.二分查找*********\n");
printf("********7.退出\n");
}
int main()
{
SqList L;int choice;
InitList(L);
while(1)
{
menu();
printf("请输入菜单序号:\n");
scanf("%d",&choice);
if(7==choice) break;
switch(choice)
{
case 1:Create(L);break;
case 2:Insert(L);break;
case 3:Delete(L);break;
case 4:Search(L);break;
case 5:PrintList(L);break;
case 6:Binary(L);break;
default:printf("输入错误!!!\n");
}
}
return 0;
}
结果截图:
更多数据结构实现:数据结构严蔚敏版的实现(含全部代码)
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