顺序查找、折半查找、索引查找和哈希查找

于 2020-12-25 22:12:26 发布
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分类专栏： 数据结构与算法 文章标签： 数据结构 算法
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博客介绍了四种查找算法，包括顺序查找、折半查找、索引查找和哈希查找，分别给出了各算法的具体内容及完整代码，属于信息技术领域的数据结构与算法范畴。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

顺序查找、折半查找和索引查找

顺序查找

算法：

int SeqSearch(Seq array[],int n,DataType key)
{
    int i=n;
    array[0].key=key;
    while(array[i].key!=key) i--;
    return i;
}

完整代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

typedef int DataType;

#define MAXSIZE 100

typedef struct seq
{
    DataType key;
}Seq;

int SeqSearch(Seq array[],int n,DataType key)
{
    int i=n;
    array[0].key=key;
    while(array[i].key!=key) i--;
    return i;
}

int main()
{
    int n;
    int key;
    Seq q[MAXSIZE];
    cout<<"请输入数组长度：";
    cin>>n;
    cout<<"请输入数据：";
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        int x;
        cin>>x;
        q[i].key=x;
    }
    cout<<"请输入要查找的值：";
    cin>>key;
    if(SeqSearch(q,n,key))	
    	cout<<"查命中，"<<key<<"的下标为："<<SeqSearch(q,n,key)<<endl;
    else cout<<"查不命中"<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

折半查找

算法：

//非递归实现折半查找
int HalfSearch(DataType array[],DataType n,DataType key)
{
    int low=1;
    int high=n;
    while(low<=high)
    {
        int mid=(low+high)/2;
        if(key<array[mid]) high=mid-1;
        else if(key>array[mid]) low=mid+1;
        else return mid;
    }
    return 0;
}

//递归实现实现折半查找
int BinSearch(DataType array[],DataType low,DataType high,DataType key)
{
    if(low>high) return 0;
    int mid=(low+high)/2;
    if(key<array[mid]) return BinSearch(array,low,mid-1,key);
    else if(key>array[mid]) return BinSearch(array,mid+1,high,key);
    else return mid;
}

完整代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

#define MAXSIZE 100

typedef int DataType;

//非递归实现折半查找
int HalfSearch(DataType array[],DataType n,DataType key)
{
    int low=1;
    int high=n;
    while(low<=high)
    {
        int mid=(low+high)/2;
        if(key<array[mid]) high=mid-1;
        else if(key>array[mid]) low=mid+1;
        else return mid;
    }
    return 0;
}

//递归实现实现折半查找
int BinSearch(DataType array[],DataType low,DataType high,DataType key)
{
    if(low>high) return 0;
    int mid=(low+high)/2;
    if(key<array[mid]) return BinSearch(array,low,mid-1,key);
    else if(key>array[mid]) return BinSearch(array,mid+1,high,key);
    else return mid;
}

int main()
{
    int n;
    int key1,key2;
    cout<<"请输入数组长度：";
    cin>>n;
    int a[MAXSIZE];
    cout<<"自动建立数组：";
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        a[i]=10*i;
        cout<<a[i]<<" ";
    }
    cout<<endl;

    cout<<"非递归实现："<<endl;
    cout<<"请输入要查找的值：";
    cin>>key1;
    if(HalfSearch(a,n,key1))
    	cout<<"查命中，"<<key1<<"的下标为："<<HalfSearch(a,n,key1)<<endl;
    else cout<<"查不命中"<<endl;

    cout<<"递归实现："<<endl;
    cout<<"请输入要查找的值：";
    cin>>key2;
    if(BinSearch(a,1,n,key2))
    	cout<<"查命中，"<<key2<<"的下标为："<<BinSearch(a,1,n,key2)<<endl;
    else cout<<"查不命中"<<endl;

    system("pause");
    return 0;
}

索引查找

算法：

int IndexSearch(elem e[], DataType key, int n, index idx[], int idx_length)
{
    int k = 0;
    //采用顺序查找的方法在索引表里找到关键字所在的块
    while (k <= idx_length && key > idx[k].key)
        k++;
    if (k > idx_length)
        return -1;
    else
    {
        //采用顺序查找的方法从块中查找关键值
        int i = idx[k].low;

        while (i <= idx[k].high && e[i].key != key)
        {
            i++;
        }

        if (i > idx[k].high)
            return -1;
        else
            return i;
    }
}

完整代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

#define MAX 16

typedef int DataType;

typedef struct elem
{
    DataType key; //关键字
} Seq;

//索引结构
struct index
{
    DataType key; //索引值
    long low;     //起始位置
    long high;    //终止位置
};

int IndexSearch(elem e[], DataType key, int n, index idx[], int idx_length)
{
    int k = 0;
    //采用顺序查找的方法在索引表里找到关键字所在的块
    while (k <= idx_length && key > idx[k].key)
        k++;
    if (k > idx_length)
        return -1;
    else
    {
        //采用顺序查找的方法从块中查找关键值
        int i = idx[k].low;

        while (i <= idx[k].high && e[i].key != key)
        {
            i++;
        }

        if (i > idx[k].high)
            return -1;
        else
            return i;
    }
}

int main()
{
	Seq linelist[MAX] = {
		8, 20, 13, 17,
		40, 42, 45, 32,
		49, 58, 50, 52,
		67, 79, 78, 80
	};

    int n = sizeof(linelist) / sizeof(elem);
    DataType key;

    //建立索引表
    index index_table[4] = {{20,0,3}, {45,4,7}, {58,8,11}, {80,12,15}};
    int idx_length = sizeof(index_table) / sizeof(index);

    printf("索引表中的元素为：\n");
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << linelist[i].key << " ";
    }
    cout << endl
         << endl;
    cout << "请输入要查找的值：";
    cin >> key;

    if (IndexSearch(linelist, key, n, index_table, idx_length) != -1)
    {
        printf("\n查命中，关键字%d在线性表中的位置下标为%d\n\n", key, IndexSearch(linelist, key, n, index_table, idx_length));
    }
    else
        cout << "查不命中" << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

哈希查找

算法：

void BuildHash(int array[],int hash[],int SearchLength[])
{
    for(int i=0;i<ARRAY_SIZE;i++)
    {
        int x=array[i]%KEY;
        if(hash[x] == -1)
        {
            hash[x]=array[i];
            SearchLength[x]=1;
        }
        else
        {
            int k=1;
            while(x<HASH_SIZE && hash[x] != -1)
            {
                x++;
                k++;
            }
            if(x<HASH_SIZE  && hash[x] == -1)
            {
                hash[x]=array[i];
                SearchLength[x]=k;
            }
            
        }
    }
}

完整代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;

#define KEY 11
#define ARRAY_SIZE 9
#define HASH_SIZE 13

void BuildHash(int array[],int hash[],int SearchLength[])
{
    for(int i=0;i<ARRAY_SIZE;i++)
    {
        int x=array[i]%KEY;
        if(hash[x] == -1)
        {
            hash[x]=array[i];
            SearchLength[x]=1;
        }
        else
        {
            int k=1;
            while(x<HASH_SIZE && hash[x] != -1)
            {
                x++;
                k++;
            }
            if(x<HASH_SIZE  && hash[x] == -1)
            {
                hash[x]=array[i];
                SearchLength[x]=k;
            }
            
        }
    }
}

int main()
{
    int array[ARRAY_SIZE]={16,28,41,22,37,79,30,19,38};
    int hash[HASH_SIZE];
    int SearchLength[HASH_SIZE];
    float ASL=0.0;

    memset(hash,-1,sizeof(hash));
    memset(SearchLength,0,sizeof(SearchLength));
    
    cout<<"线性表为：";
    for(int i=0;i<ARRAY_SIZE;i++) cout<<array[i]<<" ";
    cout<<endl;
    
    BuildHash(array,hash,SearchLength);

    cout<<"散列表为：";
    for(int i=0;i<HASH_SIZE;i++) cout<<hash[i]<<" ";
    cout<<endl;

    cout<<"查找长度为：";
    for(int i=0;i<HASH_SIZE;i++)
    {
        cout<<SearchLength[i]<<" ";
        ASL+=SearchLength[i];
    }
    cout<<endl;
    cout<<"平均查找长度（ASL）为："<<ASL/ARRAY_SIZE<<endl;

    system("pause");
    return 0;
}
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