最近,小明同学学习了泛型编程技术——模板,了解了函数模板与类模板的设计,并且设计了不少基于模板技术实现的函数和类,你特别羡慕小明掌握了这些编程的技术,于是你用了几顿饭的代价,从小明那里学到了相关的知识,并想尝试一下。数学上,我们学过集合(元素不重复),现在请你用一个动态有序数组来表示集合,并能动态增加集合的大小(容量)。经过前期的实验,你基本熟悉了相关知识,并已经设计好了类模板框架,设计了几个简单的成员函数,在此基础上,请你实现类模板的如下成员函数,具体要求: (1) 成员函数find,从集合中查找某元素e,返回该元素在集合中的位序(数组下标),若不存在,则返回-1;因集合有序,为提高查找效率,建议使用折半查找(二分查找)。 (2) 成员函数insert,向集合中插入元素e,根据集合的特性(元素不重复),若该元素已存在,则不插入该元素;否则,若集合已满,则需调整集合容量,再插入。因集合有序,并不是将元素插入到集合末尾! (3) 实现成员函数print,输出集合中的所有元素,所有元素之间以空格分隔,最后一个元素后不输出空格,输出结束后换行;空集输出一个空行即可。

时间: 2024-03-17 13:45:33 浏览: 210
好的,根据您的要求,我来实现一个动态有序数组来表示集合,并实现类模板的查找、插入和输出函数。 首先,我们可以使用一个数组来存储集合中的元素,并使用一个整数来记录集合的大小。为了方便起见,我们可以将数组的大小设为集合的容量,每当数组的大小不足以存储所有元素时,我们就需要调整数组的大小(例如将数组的大小扩大一倍)。 以下是实现集合类模板的关键代码: ```cpp template<typename T> class Set { public: Set() : data(nullptr), size(0), capacity(0) {}; ~Set() { if (data != nullptr) { delete[] data; } } int find(const T& e) const { int left = 0, right = size - 1; while (left <= right) { int mid = (left + right) / 2; if (data[mid] == e) { return mid; } else if (data[mid] < e) { left = mid + 1; } else { right = mid - 1; } } return -1; } void insert(const T& e) { int pos = find(e); if (pos == -1) { // 元素不存在 if (size == capacity) { // 扩容 int newCapacity = capacity == 0 ? 1 : capacity * 2; T* newData = new T[newCapacity]; for (int i = 0; i < size; ++i) { newData[i] = data[i]; } if (data != nullptr) { delete[] data; } data = newData; capacity = newCapacity; } int insertPos = 0; while (insertPos < size && data[insertPos] < e) { insertPos++; } for (int i = size; i > insertPos; --i) { data[i] = data[i - 1]; } data[insertPos] = e; size++; } } void print() const { if (size == 0) { cout << endl; return; } for (int i = 0; i < size - 1; ++i) { cout << data[i] << " "; } cout << data[size - 1] << endl; } private: T* data; int size; int capacity; }; ``` 在这个类模板中,我们使用了一个数组data来存储集合中的元素,使用一个整数size来记录集合的大小,使用另一个整数capacity来记录数组的容量。成员函数find使用的是二分查找算法,时间复杂度为O(log n)。成员函数insert首先调用find函数来检查元素是否已经存在,如果不存在,则根据集合的有序性和插入位置来插入元素,时间复杂度为O(n)。成员函数print用于输出集合中的所有元素,时间复杂度为O(n)。 接下来,我们可以使用以下代码来测试这个集合类模板: ```cpp Set<int> s; s.insert(1); s.insert(3); s.insert(2); s.insert(4); s.print(); // 输出1 2 3 4 int pos = s.find(3); if (pos != -1) { cout << "Found at position " << pos << endl; // 输出Found at position 2 } else { cout << "Not found" << endl; } ``` 希望对您有所帮助!
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