云南大学软件学院大数据结构实验7

1、实验难度：A B C 序号学号成绩指导教师（签名）学 期：2017秋季学期任课教师：宇实验题目：组员及组长:承担工作：联系:电子:完成提交时间:年 月 日一、【实验构思（Conceive）】（10%）（本部分应包括：描述实验实现的基本思路，包括所用到的离散数学、工程数学、程序设计等相关知识，对问题进行概要性地分析）（一）二叉排序树的查找算法及算法原理：对给定的二叉排序树，如果想知道某元素是否在其中出现，可以和根结点比较，如果相等结束；如果不等，若比其大，进入右子 树；否则进入左子树；继续按照上面的方法， 直到出现相等或者 到某分支结束为止，返回查找信息。（二）哈希表的查找算法及其原理：给定K值

2、，根据造表时设定的哈希函数求得哈希地址，若表中此位置上没有记录， 则查找不成功；否则比较关键字，若和给 定值相等，则查找成功；否则根据造表时设定的处理冲突的方法 找到“下一地址”，直至哈希表中某个位置为“空”或者表中所 记录的关键字等于给定值时为止。二、【实验设计（Design）】（20%）（本部分应包括：抽象数据类型的定义和基本操作说明，程序包含的模块以及各模块间的调用关系，关键算法伪码描述及程序流程图等，如有界面则需包括界面设计，功 能说明等）抽象数据类型定义：typedef int KeyType;typedef structchar *name;int namenum;Name;typ

3、edef structName data;int pos;HashTable;typedef struct Hash / 链地址结构Name data;int pos;struct Hash *next;*Hash_P,Hash_L;typedef struct BSTNodeKeyType key;struct BSTNode *lc,*rc;*BSTree;算法及各模块实现见第七部分 【代码】调用关系:【实现(Implement)】(30%)幣希壷的缄卄探则西找建寥石曲违地怔抹举art一 排呼MVI琛if 找(本部分应包括：抽象数据类型各操作的 具体实现代码、关键操作的具体算法实现、函数实

4、现，主程序实现等，并给出关键算法的时间复杂度分析。如有界面则需包括界 面的关键实现方法等。)具体实现代码见第七部分【代码】算法时间复杂度分析：哈希表查找：0(1)插入一个元素时，最坏情况下的时间复杂度为O (N)，因为它有可能探测了 N-1个元素！如果二叉排序树是平衡的，则 n个节点的二叉排序树的高度为Log2n+1,其查找效率为 O(Log2n)，近似于折半查找。如果二叉排序树完全不平衡，则其深度可达到n，查找效率为0(n)，退化为顺序查找。一般的，二叉排序树的查找性能在O(Log2n)到O(n)之间四、【测试结果(Testi ng)】 (10%)(本部分应包括：对实验的测试结果， 应具体列

5、出每次测试所输入的数据以及输出的数据，并对测试结果进行分析，可附截图)主菜单:(狂的 Ct计与盛汛-皓若 K*1盼启左前线也比刈让抡»*2盼席花的t：僅列讥世卡*3盼希眞的軽地M；押测恫fc*4f F工 艮扌I沙F W*:址排庁特住抿*5-I *-*7:工张存删揃扎*审 出*哈希表的线性探测查找:初始化:iff入择卄用廿（l-4> : L747o4B12!G210965375731 时365初牢化曲;*609円f862B5S1- «3B05-Jb查找:t -叶D釈codeh<KV：jc唤直酣堪的(&计勻实郭若需去.eb- U X1.神図化 X屋示:,ff

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9、; - L 1 li 1 鼻 ij 14 «> Ir- 1 Ta 1-11! » A J =E-cf 人 uri-丄 11 b*拠L#li hnr-iorr. :U >- n i cl i i i哈希表的二次探测查找:初始化: Ml闵心3匪V®抜壬的的号塞规 廿畫6OT :机捌朗1怕怡化3L H丄：比株剋左接4. jjH -kj(i£ii.E frrn-. i-4> :7475481262537573109$1096609««594»962湍1阴削鮒化完毕!X宀：41関9丄05811託：3(KUMIC3脇1

10、111查找: H-lD&c0drtlociJkc_ct)t!cfiteSJ£M 匿计注丸哮带表,r 臨二 XL-祀杲H12.-出擢鬪住找生返冋工贞阊詁fhil人揖件庁号11-4 3 .扌时m m：卜朴.2*小吗斛汗：底H : cuichutLt»nafindXun :m :LLB|i 歩 ''牛 Jtt旳；cuthiint mg 谨即匕眦厂饬:1181 if：T f；市仝 32SR逹糾冲究改显示: D：%iLM LuvblLn.kc <cin E*堂遇zzknsML樽切I也2. 庆抹:刿挖磧3.4.L!C|R|i-i'jWjV <

11、1-4> 1I-.h2 j-冲宜M;11J9AV1< XT14cli iLl. i loae1132丄K hortf j : nffrcinl-«L1 inj:knr&56611 i?li hJiMy7G1 i nirrr-n r h1O5S61IlZ ”4l!ixm分fl i ri 15 A«1! -!>1021 1 b< 1 TLIJl3LLIijin j i nsLMI?1閱2：丄ch&nluahuni1 ln：lI 11 iuxin66515i1 :* 1 IW7阴17e1 IS-ruMSISiflurui> JD3B2

12、5a U. 1.11'LI. v 11ei|q$chihn.T fril-A1 SA I32-rqmbo3373；1iuoii*1二憾豁i1 1 U hl! 1 JLLTi9939i1 iuslmfl(Wio1 iqin34141iimj1Ivo 1 Laii44-1-3i1 i u'v n p i 11 kIILhiehtii-ij L'Mi747niflCLnyu4>11 ihAWk-n6 49旧i叫:f ri MiiV jk <j i t'j rmWMi Asr-(5*. OOWOOl/ 岭則-L R«fWEv67哈希表的链地址探测查

13、找:初始化:!琏Hk吐採测Sl.tJJftfJtE 一链地址摊测件战3一 44、i-JF'l :.'jjj.击谕尺同P和;(1-4)；74754S1262375731093初ftUt左毕I8 据75975B989103S 12S81302 G56106956S115：&441162储】1181查找: ' DIOE *.r-n<lE-bk3C-<rl,f Tp1! M 11 5 - flFh"nt+ ” rj£S|r斗牛”戸口毀Jikit碑1.2用地并挥跑卅找3.証示4-匹制EH曲注齡人性作吁专（1-4J : 2出缺学直曲:找的姓酬

14、小4打匸音的形式）:nimLaomiaofindNun is ：1059協学住社名为r nimL=acai.ao1画浪丁l.kK 住 i显示: 鼻理比班晒些疋廿疔亡理I*卑. 卜* 打浮闘 KrenTr勺 crr厂厂工泌族IA讥 CJ f W :«l 4-K<H£-tna t-f< v:忖圖:孙丄忙(萍; 轉序T-R® :nti t-仇凸: 祈肝卜忖:h 甘 t-f j*¥ -atioKfgjp E>»I1片竺t:1112 W :«13 Z：g；TbM IM!订 V ；:課U£外甲斯W :M 4/W M*f

15、 / o / o / o 5I L «i tJ1 iii f # il g|j 巧NG1.sun y u«- / QB 1 Z 1 / S'1 l*uje 1 gi # 63：.'氏Enyuii .5-R/*chntiriiJ1 n<J1 ns /' 126i'11 nnwiisliao .- 1O-M j.n Ltai-acmi acrwane vi|.EWo>l bOQl1 i n,? i k-nn / K&& '占y° 56B / 7cJi cn hao-ai h»n 113.11

16、 uy ldiiM-ith LdM mi cHiin t 091 h 丰 1 1 1f /©/!&/ tfc £«gl!nbo / 537 / IO / 1 I1 LWi? j DK-7 "rQ1 <>2'：1.|玛1| J盘睥1 Up?I o事 1 i "ba i yuri 曲 15 / 1 J / 1 |1 yjLnEy-ffun / 73EI / 11xurut Z 7 Ji /1r.-WAURM l<flO " ftflS / 1Z / ? 'JElWngWtC4i|-l|£

17、 / iz /15 Z 1-cfHMj.hP l i. ai專 /.' I 3 / 工 ：bjii i an'604? .1 -111 tiql n f 5-fll / M / 2 liwijifl./吕4 斗 /15/1.11 sh 1 li-nn155 Tjwrr«!-> kheujun / 717 16 1- (lijiayl / 747 -16 /2.lihaooiin &49 / 16 / 3MM川.rtKiY,' IJ 和我 E 叮力；A5L-(43.000000'( 30 ' =1. 600000建立二叉排序树:D：

18、l DEcodeblockc_code杳找亶去的设计与实现哈希表.皂xe从逊盘愉入元素的直， 建立二叉井序树123234创建相应的二叉排序树（输入大丁等于10000则退出输入）4567894578999999123112354二义排序树建工成功查询建立好的二叉排序树:查询成功:1D;IDE3clebkx:IAjcod纨杏找直沬的设计勻实现-匚X诸输入査找的关键字=A1231査找成功.查询失败: D-IDFrcjdehlorkc_rnd?W 找算法笊与卑天-哈打耒 fxp诸输入査找的犬键宁；1234杳F戈失败。删除元素：_1X ®5D:IDEcodeblockc_code®B

19、;去的设计与实现船希衰.exe 请输入删除的关键字：9999|删除成功 X删除后查询：-D:IDEcodeblockc code隹找頁法的设计与崟现船布表.exe- X青输入杳找的关键字:】999森找矢败口添加元素:卞 D:l D Ecode b llo c kc_c o d e®exe X请输入捕入的关惟字：99插入后查询:i D:IDEcodebloc kc_c o d 查找頁法的设计与实现-險希表.exe请输入査找的关键了: g9査找成功,ffl D:IDEcodel3fcckc todE洁找賞抉的迓计与实现希表.exe*#* *1附希衣的缰性探测金找+*21酉隸的二次撫額时E

20、*#3疳糧的铉地址採测亞找*|序树退出:建立二丈*5二置扌序外杳找*6 J!崩序骨剧除-+7*夏排序14插狡 +om 出* 卡* 卡* *車* 宇* * t 任的选择足* oJiuc&s t'E?tdiJiied 0 O?.O) execution time : 1. 499 s 'Tess any key to continue.五、【实验总结】（10%）（本部分应包括：自己在实验中完成的任务，及存在的问题，所完成实验过程中的具体经验总结、心得）哈希表问题，在于存储位置和关键字之间建立对应关系根据对应关系f找到定值K。若结构中存在关键字和定值K相等的记录，必定在f （

21、 K）的存储位置上，由此可以省去比较过程， 直接找到所查记录。哈希表其实不难，课程设计考验的是我们的 学习态度、独立思考问题、和解决问题的能力。 在学习哈希表的 过程中要注意对应关系和关键字的建立，并且要和二叉树结合学习，不然很容易出错。六、思考题或【项目运作描述(Operat®】(10%)(注：选择C难度的才需要填写“项目运作描述”，其他难度的只需完成思考题】(项目运作描述应包括：项目的成本效益分析，应用效果等的分析。】可以实现动态查找表中的二叉排序树的建立与查找，包括新结点的插入和删除等操作。 通过哈希表的构造、 查找和维护，能 够对全年级的学生进行按的哈希查找。采用链地址法：(

22、1) 拉链法处理冲突简单，且无堆积现象，即非同义词决不会发生冲突，因此平均查找长度较短；(2) 由于拉链法中各链表上的结点空间是动态申请的，故它更适合于造表前无法确定表长的情况；(3) 开放定址法为减少冲突， 要求装填因子a较小，故当结点规模较大时会浪费很多空间。而拉链法中可取a1，且结点较大 时，拉链法中增加的指针域可忽略不计，因此节省空间;（4）在用拉链法构造的散列表中，删除结点的操作易于实现。只要简单地删去链表上相应的结点即可。而对开放地址法构造的散列表，删除结点不能简单地将被删结点的空间置为空，否则将截断在它之后填人散列表的同义词结点的查找路径。这是因为各种开放地址法中，空地址单元（即

23、开放地址）都是查找失败的条件。因此在用开放地址法处理冲突的散列表上执行删除操作，只能在被删结点上做删除标记，而不能真正删除结点七、【代码】（10%）（本部分应包括：完整的代码及充分的注释。注意纸质的实验报告无需包括此部分格式统一为，字体：Georgia , 行距：固定行距12,字号：小五）#include<stdio.h>#include<math.h>#include<conio.h>#include<malloc.h>#include<stdlib.h>#define NameNum 30/ 人名个数#define HashNum

24、 50/哈希表的大小#define HashNum_L 17 /链地址查找哈希表大小#define dupSize 15/二次探测数组的大小typedef int KeyType;typedef structchar *name;int namenum;Name;typedef struct Name data;int pos;HashTable;typedef struct Hash / 链地址结构Name data;int pos; struct Hash *next;*Hash_P,Hash_L;typedef struct BSTNodeKeyType key;struct BSTNo

25、de *lc,*rc;*BSTree;void lnsertBST(BSTree *bst, KeyType key)/若在二叉排序树中不存在关键字等于key的元素，插入该元素BSTree s;if(*bst=NULL) / 递归结束条件s=(BSTree)malloc(sizeof(BSTNode); / 申请新的结点 ss_>key=key;s->lc=NULL;s->rc=NULL;*bst=s;else if (key < (*bst)->key)InsertBST(&(*bst)->lc),key);/ 将 s 插入左子树else if (

26、key > (*bst)->key)InsertBST(&(*bst)->rc),key);/ 将 s 插入右子树void CreateBST(BSTree *bst) /从键盘输入元素的值，创建相应的二叉排序树printf("建立二叉排序树：n");KeyType key;*bst=NULL;scanf("%d",&key);while(key<10000)InsertBST(bst,key);scanf("%d",&key);printf("二叉排序树建立成功n"

27、);BSTree search(KeyType k,BSTree root)BSTree p=root;while(p!=NULL)if(p->key=k)return p; /查找成功else if(p->key>k)p=p->lc; /进入左子树查找else if(p->key<k)p=p->rc; /进入右子树查找return NULL;BSTNode *DelBST(BSTree t, KeyType k)/在二叉排序树t中删去关键字为 k的结点BSTNode *p,*f,*s,*q;p=t;f=NULL;while(p) /查找关键字为k的待

28、删结点pif(p->key=k )break; /找到，则跳出查找循环f=p; /f指向p结点的双亲结点if(p->key>k)p=p->lc;elsep=p->rc;if(p=NULL)printf(”结点不存在，删除失败n");return t; /若找不到，返回原来的二叉排序树if(p->lc=NULL) /p无左子树if(f=NULL)t=p->rc; /p是原二叉排序树的根else if(f->lc=p) /p 是 f 的左孩子f->lc=p->rc; /将p的右子树链到f的左链上else /p是f的右孩子f-&g

29、t;rc=p->rc; /将p的右子树链到f的右链上free(p); /释放被删除的结点pelse /p有左子树q=p;s=p->lc;while(s->rc) / 在p的左子树中查找最右下结点q=s;s=s->rc;if(q=p)q->lc=s->lc; /将s的左子树链到 q上elseq->rc=s->lc;p->key=s->key; / 将 s 的值赋给 p free(s);printf("删除成功 n");return t;int menu_X()功能1 ：哈希表的线性探测查找menu int num;w

30、hile(1)system("cls");/ 用于清屏printf("nprintf("nt 1.初始化 printf("nt 3.显示 printf("nprintf("请输入操作序号(1-4)：线性探测n");2线性探测查找");4.返回主页面n");n");");scanf("%d",&num);fflush(stdin);/清空输入缓冲区if(num<1|num>4)printf("输入操作数错误，请重新输入getch

31、();else break; /while return num;int menu_T()功能2 :哈希表的二次探测查找int num;while(1)system("cls");/ 用于清屏printf("nprintf("nt 1.初始化 printf("nt 3.显示 printf("n printf("请输入操作序号 scanf("%d",&num);menu二次探测n")2.二次探测查找");4.返回主页面n");n");(1-4)：")

32、;fflush(stdin);if(num<1|num>4)printf("输入操作数错误，请重新输入);getch();else break; return num;int menu_L()哈希表的链地址探测查找menuint num;while(1)system("cls");/ 用于清屏printf("n 链地址探测n");printf("n1.初始化2.链地址探测查找n");printf("3.显示4.返回主页面n");printf("nn");printf(”请输

33、入操作序号(1-4 )：");scanf("%d",&num);fflush(stdin);/清空输入缓冲区if(num<1|num>4)printf("输入操作数错误，请重新输入)；getch();else break;/while()return num;Name nameListNameNum;void initName()/ 初始化 char *name;nameListO.name="chenjun" nameL="ganyu" nameL=&quo

34、t;chenjingjing"nameL="liuyinping"nameL="baifan"nameL="lijiayi"nameL="liuyu" nameL="luojia" nameL="xurui" nameL="liuxin"nameL="wangxiao" na

35、meL="yangyan" nameL="zhongjingyan" nameL="liuzhufeng" nameL="sunyue"nameL="lishihan"nameL="liweimo" nameL="liujikao"nameL="chenhaozhen"nameL

36、="cuichunteng"nameL="libaiyun"nameL="nimiaomiao"nameL="liqin" nameL="liuhuijun" nameL="linmenghao"nameL="zhengweicong"nameL="chenhailong" nameLi

37、="qinbo" nameL="wangyuewei' nameL="lihaomin"for(int i=0;i<NameNum;i+)name=nameL;nameLnum=0;for(int j=0;*(name+j)!='0'j+) nameLnum+=*(name+j);printf("%dt",nameLnum);HashTable HashListHas

38、hNum;void initHashTable_X()初始化哈希表int pos;int d,count;/初始为空或for(int n=0;n<HashNum;n+)HashL=""HashLnum=O;HashListn.pos=0;/赋值for(int i=O;i<NameNum;i+)count=1;pos=nameLnum%HashNum;/ 哈希函数if(HashListpos.pos=0)HashListpos.data=nameListi;HashListpos.pos=1

39、;/ printf("不冲突！ ”)；elsed=pos;while (HashListd.pos!=0)/ printf(" 冲突了！ ”)；d=(d+1)%HashNum;count+;HashListd.data=nameListi;HashListd.pos=count;/printf("n 冲突了 %d 次的人是 %sn",count,nameL); printf("n初始化完毕！");int dupdupSize;void initHashTable_T()int pos;int d,count;int

40、k=0;/初始为空或for(int n=0;n<HashNum;n+)HashL=""HashLnum=0;HashListn.pos=0;for(int m=1;m<dupSize/2;m+)dupk+=m*m; dupk+=_m*m;/赋值for(int i=0;i<NameNum;i+)count=1;pos=nameLnum%HashNum;/ 哈希函数if(HashListpos.pos=0)HashListpos.data=nameListi;HashListpos.po

41、s=1;/printf(”不冲突！");elsed=pos;k=0;while (HashListd.pos!=0)/ printf("冲突了！ ”)； d=(d+HashNum+dupk+)%HashNum; count+;HashListd.data=nameListi;HashListd.pos=count;/ printf("n 冲突了 %d 次的人是 %sn",count,nameL); printf("n 初始化完毕！");Hash_L HashList_LHashNum_L;void initHashT

42、able_L()int pos,count=2;Hash_P p,q;for(int m=0;m<HashNum_L;m+)HashList_Lm.next=NULL;HashList_L=""HashList_Lnum=0;HashList_Lm.pos=0;for(int i=0;i<NameNum;i+)pos=nameLnum%HashNum_L;count=2;if(HashList_Lpos.pos=0)/printf("nthe first if");HashList

43、_Lpos.data=nameListi;HashList_Lpos.pos=1;HashList_Lpos.next=NULL;/ printf("不冲突！");elsep=&HashList_Lpos;while (p->next!=NULL)p=p_>next;count+;/printf(” 冲突了！ ”)；q=(Hash_P)malloc(sizeof(Hash_L);q->next=p->next;p->next=q;q->data=nameListi;q->pos=count;/ printf("n

44、冲突了 %d 次的人是 %sn",count,nameL);printf("初始化完毕！"); void show()double ASL=0,sum=0;printf("ttt 关键字tt 位置tt冲突次数n");for(int i=0;i<HashNum;i+)if(HashListi.pos!=0)printf("%18s%10d%14d%18dn", HashL,HashLnum,i,HashListi.pos); sum+=HashLi

45、sti.pos;ASL=sum/NameNum;printf("n线性探测查找的平均查找长度为：ASL=(%f)/(%d)=%fn",sum,NameNum,ASL); void show_L()double ASL=0,sum=0;Hash_P p;printf("显示格式为：/关键字/位置/冲突次数n");for(int i=0;i<HashNum_L;i+)p=&HashList_Li;printf("第 %d 个位置:",i);while(p!=NULL)sum+=p->pos;printf("n

46、-> %s / %d / %d / %d ",p->,p->num,i,p->pos);p=p->next; printf("n");ASL=sum/NameNum;printf("n线性探测查找的平均查找长度为：ASL=(%f)/(%d)=%fn",sum,NameNum,ASL); void findName_X()char fname20=0;int findNum=0,fhashNum=0,d;printf(”请输入学要查找的(小写拼音的形式)：")；scanf

47、("%s",fname);for(int m=0;m<20;m+)/求出的拼音所对应的整数 (关键字)findNum+=fnamem;printf("nfindNum is :%dn",findNum);fhashNum=findNum%HashNum;if(HashListfhashNnum=0)printf("该不存在！ ”)；:%dn",else if(HashListfhashNnum=findNum)printf("该学生为：%sn该学生关键字为：%dn该学生位

48、置为：%dn查找该学生冲突次数HashListfhashN,HashListfhashNnum,fhashNum,HashListfhashNum.pos); elsed=fhashNum;while(HashLnum!=findNum)d=(d+1)%HashNum;:%dn",printf("该学生为：%sn该学生关键字为：%dn该学生位置为：%dn查找该学生冲突次数HashL,HashLnum,d,HashListd.pos);void

49、findName_T()char fname20=0;int findNum=0,fhashNum=0,d,k=0;printf("请输入学要查找的(小写拼音的形式)：")；scanf("%s",fname);for(int m=0;m<20;m+)/求出的拼音所对应的整数 (关键字)findNum+=fnamem;printf("nfindNum is :%dn",findNum);fhashNum=findNum%HashNum;if(HashListfhashNnum=0)printf("

50、该不存在！ ”)；:%dn",else if(HashListfhashNnum=findNum)printf("该学生为：%sn该学生关键字为：%dn该学生位置为：%dn查找该学生冲突次数HashListfhashN,HashListfhashNnum,fhashNum,HashListfhashNum.pos);elsed=fhashNum;while(HashLnum!=findNum) d=(d+dupk+HashNum)%HashNum;:%dn",pri

51、ntf("该学生为：%sn该学生关键字为：%dn该学生位置为：%dn查找该学生冲突次数HashL,HashLnum,d,HashListd.pos);void findName_L()char fname20=0;int findNum=0,fhashNum=0,pos;Hash_P p;printf("请输入学要查找的(小写拼音的形式)：")；scanf("%s",fname);for(int m=0;m<20;m+)/求出的拼音所对应的整数 (关键字)findNum+=fname

52、m;printf("nfindNum is :%dn",findNum);pos=findNum%HashNum_L;p=&HashList_Lpos;if(!p)printf("该不存在！ ”)；while (p&&p->num!=findNum)p=p_>next;if (p->num=findNum):%dn",printf("该学生为：%sn该学生关键字为：%dn该学生位置为：%dn查找该学生冲突次数p->,p->num,pos,p->pos);int Menu()int n;printf("tt*n");printf("tt*1哈希表的线性探测查找-*n");printf("tt*2哈希表的二次探测查找*n");printf("tt*3哈希表的链地址探测查找-*n");printf("tt*4-建立二叉排序树-*n");printf("tt*5-二叉排序树查找-*n");printf(&q