写完整C代码,建立由有序序列进行二分查找产生的判定树,使其具有如下功能: 1.输出n=11时的判定树并求成功情况下的平均查找长度ASL; 2.通过构造判定树可以求得成功情况下的平均查找长度ASL1; 3.当将含有n个节点的判定树看成一颗满二叉树时,其成功平均查找长度的理论值ASL2约为log2(n+1)-1; 4.对于n=10、100、1000和10000,求出其ASL1和ASL2的值;

时间: 2024-03-20 21:40:19 浏览: 16
好的,下面是完整的C代码实现: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> typedef struct TreeNode { int val; struct TreeNode* left; struct TreeNode* right; } TreeNode; // 递归构造判定树 TreeNode* buildTree(int* nums, int start, int end) { if (start > end) return NULL; // 叶子节点 int mid = (start + end) / 2; TreeNode* root = (TreeNode*)malloc(sizeof(TreeNode)); root->val = nums[mid]; root->left = buildTree(nums, start, mid - 1); root->right = buildTree(nums, mid + 1, end); return root; } // 递归遍历判定树查找指定值的节点 TreeNode* find(TreeNode* root, int val) { if (root == NULL || root->val == val) return root; if (val < root->val) return find(root->left, val); else return find(root->right, val); } // 计算判定树的深度 int depth(TreeNode* root) { if (root == NULL) return 0; int leftDepth = depth(root->left); int rightDepth = depth(root->right); return 1 + (leftDepth > rightDepth ? leftDepth : rightDepth); } // 计算成功情况下的平均查找长度ASL1 double ASL1(TreeNode* root, int* nums, int n) { double sum = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { sum += depth(find(root, nums[i])); } return sum / n; } int main() { int nums[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11}; int n = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]); // 构造判定树 TreeNode* root = buildTree(nums, 0, n - 1); // 输出判定树 printf("判定树:\n"); printf(" %d\n", root->val); printf(" %d %d\n", root->left->val, root->right->val); printf("%d %d %d %d\n", root->left->left->val, root->left->right->val, root->right->left->val, root->right->right->val); printf(" %d %d\n", root->right->left->right->val, root->right->right->right->val); // 计算ASL1和ASL2 double asl1 = ASL1(root, nums, n); double asl2 = log2(n + 1) - 1; // 输出结果 printf("\n成功情况下的平均查找长度ASL1:%f\n", asl1); printf("成功情况下的平均查找长度ASL2:%f\n", asl2); // 对于n=10、100、1000和10000,求出其ASL1和ASL2的值 for (int i = 1; i <= 4; i++) { int nn = pow(10, i); int* nums1 = (int*)malloc(nn * sizeof(int)); for (int j = 0; j < nn; j++) { nums1[j] = j + 1; } // 随机打乱序列 for (int j = nn - 1; j > 0; j--) { int k = rand() % (j + 1); int temp = nums1[j]; nums1[j] = nums1[k]; nums1[k] = temp; } // 排序 qsort(nums1, nn, sizeof(int), cmp); // 构造判定树 TreeNode* root1 = buildTree(nums1, 0, nn - 1); // 计算ASL1和ASL2 double asl11 = ASL1(root1, nums1, nn); double asl22 = log2(nn + 1) - 1; // 输出结果 printf("\n对于n=%d,ASL1=%f,ASL2=%f\n", nn, asl11, asl22); free(nums1); } return 0; } // 比较函数用于qsort排序 int cmp(const void* a, const void* b) { return *(int*)a - *(int*)b; } ``` 注意:本代码中的判定树是基于有序序列构造的,因此输入的序列必须是有序的。如果输入的序列无序,需要先进行排序。

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