基于排序知识，设计汽车牌照数据的排序与快速查找。.设计利用链式基数排序法实现排序，再用折半查找法对汽车关键字进行查找的算法

首先，我们需要将汽车牌照数据按照一定规则进行排序，可以采用链式基数排序法来实现。

链式基数排序法的基本思想是将待排序数据按照各位数字的大小依次排序，从低位到高位，每次排序时，将同一位数字相同的数据放在同一个链表中，然后按照高位到低位的顺序依次连接这些链表，最终得到排序后的结果。

具体实现步骤如下：

1. 根据汽车牌照的规则，将每个牌照号码分成若干个数字位，例如：省份代码、地区代码、字母和数字等。

2. 按照排序的规则，从最低位开始，将每个牌照号码按照该位的数字大小依次放入对应的链表中。

3. 将所有链表按照高位到低位的顺序依次连接起来，得到排序后的结果。

排序完成后，我们可以采用折半查找法对汽车关键字进行查找。具体实现步骤如下：

1. 确定要查找的关键字。

2. 在排序后的数据中找到中间位置的数据，判断该数据与要查找的关键字的大小关系。

3. 如果中间位置的数据比要查找的关键字大，则在左半部分继续查找；如果中间位置的数据比要查找的关键字小，则在右半部分继续查找。

4. 重复以上步骤，直到找到要查找的数据或者确定该数据不存在。

需要注意的是，链式基数排序法的时间复杂度为O(d*n)，其中d为数据位数，n为数据个数；折半查找法的时间复杂度为O(logn)。因此，这种算法比较适用于数据位数较小、数据量较大的情况。

相关问题

C语言设计一个汽车牌照管理系统，要求利用链式基数排序方法实现车牌号的排序，然后利用折半查找法实现对汽车牌照按关键字进行查找

好的，这是一个基于C语言的汽车牌照管理系统，实现了链式基数排序和折半查找法。以下是代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 定义车牌号结构体
typedef struct LicensePlate {
    char code[10];
    struct LicensePlate *next;
} LicensePlate;

void radixSort(LicensePlate **head, int digit) {
    // 判断是否已经排完
    if (digit <= 0) {
        return;
    }

    // 基数排序
    LicensePlate *buckets[10] = { 0 };
    LicensePlate *current = *head;
    while (current != NULL) {
        int index = current->code[digit - 1] - '0';
        if (buckets[index] == NULL) {
            buckets[index] = current;
        } else {
            LicensePlate *tmp = buckets[index];
            while (tmp->next != NULL) {
                tmp = tmp->next;
            }
            tmp->next = current;
        }
        current = current->next;
    }

    // 将排序后的链表重新连接起来
    int i;
    for (i = 0; i < 10; i++) {
        if (buckets[i] != NULL) {
            current = buckets[i]->next;
            while (current != NULL) {
                if (current->code[digit - 1] - '0' != i) {
                    break;
                }
                current = current->next;
            }
            buckets[i]->next = NULL;
            radixSort(&buckets[i], digit - 1);
            if (*head == NULL) {
                *head = buckets[i];
                current = buckets[i];
            } else {
                current = *head;
                while (current->next != NULL) {
                    current = current->next;
                }
                current->next = buckets[i];
            }
        }
    }
}

LicensePlate *search(LicensePlate *head, char *target) {
    // 折半查找
    int left = 0, right = 0;
    LicensePlate *current = head;
    while (current != NULL) {
        right++;
        current = current->next;
    }

    while (left <= right) {
        int mid = (left + right) / 2;
        current = head;
        int i;
        for (i = 0; i < mid; i++) {
            if (current == NULL) {
                return NULL;
            }
            current = current->next;
        }
        if (current == NULL) {
            return NULL;
        }
        int compare = strcmp(current->code, target);
        if (compare == 0) {
            return current;
        } else if (compare < 0) {
            left = mid + 1;
        } else {
            right = mid - 1;
        }
    }

    return NULL;
}

int main() {
    // 初始化链表
    LicensePlate *head = NULL;
    LicensePlate *current = NULL;
    int i;
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        LicensePlate *plate = (LicensePlate *)malloc(sizeof(LicensePlate));
        printf("请输入第%d个车牌号：", i + 1);
        scanf("%s", plate->code);
        plate->next = NULL;
        if (head == NULL) {
            head = plate;
            current = head;
        } else {
            current->next = plate;
            current = current->next;
        }
    }

    // 链式基数排序
    radixSort(&head, 7);

    // 打印排序后的链表
    printf("排序后的车牌号：");
    current = head;
    while (current != NULL) {
        printf("%s ", current->code);
        current = current->next;
    }
    printf("\n");

    // 查找车牌号
    char target[10];
    printf("请输入要查找的车牌号：");
    scanf("%s", target);
    current = search(head, target);
    if (current == NULL) {
        printf("未找到车牌号为%s的车辆\n", target);
    } else {
        printf("找到车牌号为%s的车辆\n", target);
    }

    return 0;
}

这个程序中，我们首先定义了一个 `LicensePlate` 结构体，表示车牌号码。在 `main` 函数中，我们通过循环输入 5 个车牌号，并将它们组成一个链表。

然后我们使用链式基数排序对这个链表进行排序。排序的过程中，我们使用了 `buckets` 数组来存储每个数字的链表。然后我们将排序后的链表重新连接起来。

最后，我们通过折半查找法来查找指定的车牌号。在 `search` 函数中，我们先计算出链表的长度，然后在循环中不断取中间的节点进行比较，直到找到目标节点或者链表被遍历完。

当然，这个程序还有很多可以改进的地方。例如，我们可以将输入车牌号和打印车牌号的代码封装成函数，提高代码的可读性。

C语言实现汽车牌照数据的排序和快速查找，用链式基数排序方法和折半查找对汽车记录按关键字进行查找，完整代码

好的，以下是基于链式基数排序和折半查找实现汽车牌照数据排序和快速查找的完整代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

// 定义车辆信息结构体
typedef struct car_info {
    char plate_number[8];  // 汽车牌照号码
    char owner_name[20];   // 车主姓名
    char brand[20];        // 汽车品牌
    int price;             // 汽车价格
} CarInfo;

// 定义链表节点结构体
typedef struct node {
    CarInfo car;           // 车辆信息
    struct node *next;     // 下一个节点指针
} Node;

// 定义哈希表结构体
typedef struct hash_table {
    int size;              // 哈希表大小
    Node **table;          // 存储节点指针的数组
} HashTable;

// 哈希函数：将牌照号码转换为哈希值
int hash(char *plate_number, int size) {
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < strlen(plate_number); i++) {
        sum += plate_number[i];
    }
    return sum % size;
}

// 初始化哈希表
HashTable *init_hash_table(int size) {
    HashTable *hash_table = (HashTable *) malloc(sizeof(HashTable));
    hash_table->size = size;
    hash_table->table = (Node **) malloc(sizeof(Node *) * size);
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        hash_table->table[i] = NULL;
    }
    return hash_table;
}

// 创建节点
Node *create_node(CarInfo car) {
    Node *node = (Node *) malloc(sizeof(Node));
    node->car = car;
    node->next = NULL;
    return node;
}

// 向哈希表中插入节点
void insert_node(HashTable *hash_table, CarInfo car) {
    int index = hash(car.plate_number, hash_table->size);
    Node *node = hash_table->table[index];
    if (node == NULL) {
        hash_table->table[index] = create_node(car);
    } else {
        while (node->next != NULL) {
            node = node->next;
        }
        node->next = create_node(car);
    }
}

// 从哈希表中查找节点
Node *find_node(HashTable *hash_table, char *plate_number) {
    int index = hash(plate_number, hash_table->size);
    Node *node = hash_table->table[index];
    while (node != NULL) {
        if (strcmp(node->car.plate_number, plate_number) == 0) {
            return node;
        }
        node = node->next;
    }
    return NULL;
}

// 销毁哈希表
void destroy_hash_table(HashTable *hash_table) {
    for (int i = 0; i < hash_table->size; i++) {
        Node *node = hash_table->table[i];
        while (node != NULL) {
            Node *temp = node;
            node = node->next;
            free(temp);
        }
    }
    free(hash_table->table);
    free(hash_table);
}

// 获取牌照号码的指定位上的数字
int get_digit(char *plate_number, int digit) {
    if (digit < strlen(plate_number)) {
        return plate_number[strlen(plate_number) - digit - 1] - '0';
    } else {
        return 0;
    }
}

// 链式基数排序
void radix_sort(HashTable *hash_table, int digit) {
    int counts[10] = {0};
    Node *buckets[10] = {NULL};
    for (int i = 0; i < hash_table->size; i++) {
        Node *node = hash_table->table[i];
        while (node != NULL) {
            int d = get_digit(node->car.plate_number, digit);
            if (buckets[d] == NULL) {
                buckets[d] = create_node(node->car);
            } else {
                Node *temp = buckets[d];
                while (temp->next != NULL) {
                    temp = temp->next;
                }
                temp->next = create_node(node->car);
            }
            node = node->next;
        }
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        counts[i] = 0;
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Node *node = buckets[i];
        while (node != NULL) {
            int index = hash(node->car.plate_number, hash_table->size);
            Node *temp = hash_table->table[index];
            while (temp != NULL) {
                if (strcmp(temp->car.plate_number, node->car.plate_number) == 0) {
                    temp->car = node->car;
                    break;
                }
                temp = temp->next;
            }
            node = node->next;
        }
    }
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Node *node = buckets[i];
        while (node != NULL) {
            Node *temp = node;
            node = node->next;
            free(temp);
        }
    }
    if (digit > 0) {
        radix_sort(hash_table, digit - 1);
    }
}

// 折半查找
Node *binary_search(HashTable *hash_table, char *plate_number) {
    int left = 0, right = hash_table->size - 1;
    while (left <= right) {
        int mid = (left + right) / 2;
        Node *node = hash_table->table[mid];
        while (node != NULL) {
            if (strcmp(node->car.plate_number, plate_number) == 0) {
                return node;
            } else if (strcmp(node->car.plate_number, plate_number) < 0) {
                node = node->next;
            } else {
                break;
            }
        }
        if (node == NULL || strcmp(node->car.plate_number, plate_number) > 0) {
            right = mid - 1;
        } else {
            left = mid + 1;
        }
    }
    return NULL;
}

// 打印车辆信息
void print_car_info(CarInfo car) {
    printf("Plate number: %s, Owner name: %s, Brand: %s, Price: %d\n", car.plate_number, car.owner_name, car.brand, car.price);
}

int main() {
    // 初始化哈希表
    HashTable *hash_table = init_hash_table(100);

    // 构造车辆信息
    CarInfo car1 = {"A123456", "Tom", "Toyota", 200000};
    CarInfo car2 = {"B234567", "John", "Honda", 150000};
    CarInfo car3 = {"C345678", "Mary", "BMW", 300000};
    CarInfo car4 = {"D456789", "Lucy", "Audi", 250000};

    // 向哈希表中插入车辆信息
    insert_node(hash_table, car1);
    insert_node(hash_table, car2);
    insert_node(hash_table, car3);
    insert_node(hash_table, car4);

    // 链式基数排序
    radix_sort(hash_table, 6);

    // 折半查找
    Node *node1 = binary_search(hash_table, "A123456");
    Node *node2 = binary_search(hash_table, "C345678");

    // 打印查找到的车辆信息
    if (node1 != NULL) {
        print_car_info(node1->car);
    } else {
        printf("Car not found.\n");
    }
    if (node2 != NULL) {
        print_car_info(node2->car);
    } else {
        printf("Car not found.\n");
    }

    // 销毁哈希表
    destroy_hash_table(hash_table);

    return 0;
}

以上代码中，我们首先定义了车辆信息结构体和链表节点结构体，并使用哈希表来存储节点。在哈希表中，我们使用链式法解决哈希冲突，即当两个不同的牌照号码映射到同一个哈希值时，将它们放在同一个链表中。

然后，我们实现了哈希函数、初始化哈希表、创建节点、向哈希表中插入节点、从哈希表中查找节点、销毁哈希表等操作。其中，哈希函数使用了简单的取余方法，可以根据实际需求进行优化。

接着，我们实现了链式基数排序和折半查找。链式基数排序是基于哈希表的排序算法，可以根据汽车牌照号码的每一位进行排序。折半查找是一种高效的查找算法，可以在排序好的数组或链表中查找指定元素。

最后，我们构造了一些车辆信息，向哈希表中插入节点，并进行链式基数排序和折半查找。如果找到了指定的车辆信息，则打印其详细信息；否则输出“Car not found.”。最后，我们销毁哈希表，释放内存。

需要注意的是，以上代码仅供参考，实际应用中可能需要根据实际需求进行修改和优化。