day01 数据结构和clock()

day01 数据结构和clock()

一、数据结构的介绍
1.什么是数据结构？

• 没有具体定义
• 解决问题方法的效率，与数据的组织方式有关；
• 解决问题方法的效率，与空间的利用效率有关；
• 解决问题方法的效率，与算法的巧妙程度有关。

2.解决问题方法的效率，与数据的组织方式有关

• 如何在书架上摆放图书？
  方法1：随便放（哪里有空放哪里；找书…累死）
  方法2：按照书名的拼音字母顺序排放（查找方法：二分查找）
  方法3：把书架划分成几块区域，每块区域指定拜访某类别的图书；在每种类别内，按照书名的拼音字母顺序排放。
  新书插入：先定类别，二分查找确定位置，移出空位。
  查找书籍：先定类别，再二分查找。
  问题：空间如何分配？类别应该分多细？

3.解决问题方法的效率，与空间的利用效率有关

• 写程序实现一个函数PrintN，使得传入一个正整数为N的参数后，能顺序打印从1到N的全部正整数？
  • 主函数

#include "stdio.h"
int main()
{
	int N;
	scanf("%d",&N);
	PrintN(N);
}

• 循环实现:速度快

void PrintN(int N)
{
	int i;
	for(i=1;i<=N;i++)
	{
		printf("%d\n",i);
	}	
	return;
}

• 递归实现：相对速度慢，N=10000时程序崩溃不执行

void PrintN(int N)
{
	if(N)
	{
		PrintN(N-1);
		printf("%d\n",N);
	}
	return;
}

• 解决问题方法的效率，与算法的巧妙程度有关。
  - 写程序计算给定多项式在顶点x处的值？（还没看懂…）

//方法一 
double f(int n, double a[], double x)
{
	int i;
	double p = a[0];
	for(i=1;i<=n;i++)
		p += (a[i] * pow(x,i));
	return p;
}
//方法二 
double f(int n, double a[], double x)
{
	int i;
	double p = a[n];
	for(i=n;i>0;i--)
		p = a[i-1] * x*p;
	return p;
}

5 抽象数据类型

• 数据类型
  - 数据对象集
  - 数据集合相关联的操作集
• 抽象：描述数据类型的方法不依赖于具体实现
  - 与存放数据的机器无关
  - 与数据存储的物理结构无关
  - 与实现操作的算法和编程语言均无关
• 只描述数据对象集合相关操作集“是什么”，并不涉及“如何做到”的问题。

二、矩阵

1."矩阵"的抽象数据类型定义

• 类型名称：矩阵（Matrix）
• 数据对象集：一个M*N的矩阵是由M * N个元素<a,i,j>构成，

其中a是矩阵元素值，i是元素所在行号，j是元素所在列号

• 操作集：对于任意矩阵A、B、C∈Matrix，以及整数I,J,M,N

Matrix Create( int M, int N ):返回一个M*N的空矩阵	
int GetMaxRow(Matrix A)：返回矩阵A的总行数
int GetMaxCol(Matrix A)：返回矩阵A的总列数
ElementType GetEntry(Matrix A, int i, int j) ：返回矩阵A的第i行、第j列的元素
Matrix Add(Matrix A, Matrix B)：如果A和B的行、列数都一致，则返回矩阵C=A+B，否则返回错误标志
Matrix Multiply(Matrix A, Matrix B)：如果A的列数等于B的行数，则返回矩阵C=AB，否则返回错误标志。

2.clock()工具

• 作用：捕捉从程序开始运行到clock()被调用时所耗费的时间，这个时间单位是clock tick“时钟打点”
• 实例：

#include "stdio.h"
#include "math.h"
#include "time.h"
//clock_t是clock()函数返回的变量类型 
clock_t start,stop;
//记录被测函数运行时间，以秒为单位 
double duration;
//被测函数PrintN() 
void PrintN(int N)
{
	int i;
	for(i=1;i<=N;i++)
	{
		printf("%d\n",i);
	}	
	return;
}
int main()
{
	//不在测试范围内的准备工作写在clock()调用之前 
	start = clock(); // 开始计时 
	PrintN(10); //这里写被测函数 
	stop = clock(); // 停止计时 
	duration = ((double)(stop - start));//计算运行时间 
	printf("%.2f\n",duration);
	//其他不在测试范围的处理写在后面 
	return 0;
} 

注意：程序较短不便于测出时间时，可以利用循环使一个程序执行多次在计算。