C语言实现:顺序查找与折半查找算法
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更新于2024-11-03
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"本文将介绍如何在C语言中实现顺序查找和折半查找两种链表查找方法。顺序查找是线性遍历链表直到找到目标元素,而折半查找则利用二分法来提高查找效率。这两种方法在数据结构和算法领域中具有重要地位,特别是在处理大量数据时,折半查找通常比顺序查找更高效。"
在C语言中,我们可以使用链表结构来存储数据。链表是一种动态数据结构,每个节点包含数据和指向下一个节点的指针。本示例中,我们定义了一个`ListNode`结构体,它有两个成员:`key`用于存储数据,`other`用于存储其他可能需要的信息。此外,还定义了一个`SSList`结构体来表示链表,包括一个`ListNode`类型的数组`elem`和一个整型变量`length`表示链表的长度。
初始化链表的过程是通过`Iinit`函数完成的,它首先为`SSList`结构体分配内存,然后根据用户输入的长度读取并存储元素到链表中。
顺序查找(`Search_Seq`)是最基础的查找方法,其工作原理是从链表的第一个元素开始,逐个比较元素直到找到目标值或者遍历完整个链表。在这个过程中,我们用`compare`变量记录比较的次数,并在找到目标元素时返回其位置。如果链表中不存在目标元素,`compare`会记录查找失败时的位置。
折半查找(`Search_Bin`)则利用了排序链表的特点,即链表中的元素已经按升序排列。它从链表的一端开始,每次将查找范围缩小一半,直到找到目标元素或范围为空。这个过程通过`low`、`high`和`mid`三个指针来控制,`mid`是当前查找范围的中间位置。当找到目标元素时,`compare`记录了查找过程中比较的次数,并返回目标元素的位置。
在`main`函数中,我们创建了一个链表实例`L`,调用`Iinit`函数初始化链表,然后根据用户输入的关键字进行查找,使用`Search_Seq`和`Search_Bin`分别执行顺序查找和折半查找。
顺序查找的时间复杂度是O(n),其中n是链表的长度,因为最坏情况下需要比较n次。而折半查找的时间复杂度是O(log n),因为它每次都将查找范围减半,所以查找速度更快。但请注意,折半查找只适用于有序链表。在实际应用中,对于无序的数据,通常使用哈希表或二叉搜索树等数据结构以达到更快的查找效率。
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