《数据结构》-第九章 查找

第九章查找925INTSEARCH_SQSSTABLEST,INTKEY/在有序表上顺序查找的算法,监视哨设在高下标端STELEMSTLENGTH1KEYKEYFORI1STELEMIKEYKEYIIFISTLENGTH|STELEMIKEYHIGHRETURN0/查找不到时返回0MIDLOWHIGH/2IFSTELEMMIDKEYKEYRETURNMIDELSEIFSTELEMMIDKEYKEYRETURNSEARCH_BIN_RECURSIVEST,KEY,LOW,MID1ELSERETURNSEARCH_BIN_RECURSIVEST,KEY,MID1,HIGH/SEARCH_BIN_RECURSIVE927INTLOCATE_BINSSTABLEST,INTKEY/折半查找,返回小于或等于待查元素的最后一个结点号INTRRSTELEMIFKEYRSTLENGTHKEYRETURNSTLENGTHLOW1HIGHSTLENGTHWHILELOWRMIDKEY/超过最大元素LOW1HIGHLBLKNUMFOUND0WHILELOWLIDXMID1MAXKEYFOUND1ELSEIFKEYLIDXMIDMAXKEYLOWMID1ELSEHIGHMID1ILIDXMIDFIRSTLOC/块的下界JIBLKSIZE1/块的上界TEMPLELEMI1/保存相邻元素LELEMI1KEY/设置监视哨FORKJLELEMKKEYK/顺序查找LELEMI1TEMP/恢复元素IFKDATAKEYRETURNLTELSEIFLTDATAKEYFORPLH,I1PDATAKEYPPNEXT,IELSEFORPLT,ILTPOSPDATAKEYPPNEXT,ILTP/更新T指针RETURNP/SEARCH_CSLIST分析由于题目中假定每次查找都是成功的,所以本算法中没有关于查找失败的处理由微积分可得,在等概率情况下,平均查找长度约为N/3930TYPEDEFSTRUCTDLNODEPREINTDATADLNODENEXTDLNODETYPEDEFSTRUCTDLNODESPINTLENGTHDSLIST/供查找的双向循环链表类型DLNODESEARCH_DSLISTDSLISTIFPDATAKEYWHILEPDATAKEYPPPRELSPPELSEIFPDATADATANEXTLSPPRETURNP/SEARCH_DSLIST分析本题的平均查找长度与上一题相同,也是N/3931INTLAST0,FLAG1INTIS_BSTREEBITREET/判断二叉树T是否二叉排序树,是则返回1,否则返回0IFTLCHILDIFTDATADATAIFTRCHILDRETURNFLAG/IS_BSTREE932INTLAST0VOIDMAXLT_MINGTBITREET,INTX/找到二叉排序树T中小于X的最大元素和大于X的最小元素IFTLCHILDMAXLT_MINGTTLCHILD,X/本算法仍是借助中序遍历来实现IFLASTDATAX/找到了小于X的最大元素PRINTF“ADN“,LASTIFLASTDATAX/找到了大于X的最小元素PRINTF“BDN“,TDATALASTTDATAIFTRCHILDMAXLT_MINGTTRCHILD,X/MAXLT_MINGT933VOIDPRINT_NLTBITREET,INTX/从大到小输出二叉排序树T中所有不小于X的元素IFTRCHILDPRINT_NLTTRCHILD,XIFTDATADATAIFTLCHILDPRINT_NLTTLCHILD,X/先右后左的中序遍历/PRINT_NLT934VOIDDELETE_NLTBITREEIFTDATALCHILDFREEQ/如果树根不小于X,则删除树根,并以左子树的根作为新的树根IFTDELETE_NLTT,X/继续在左子树中执行算法/DELETE_NLT935VOIDPRINT_BETWEENBITHRTREET,INTA,INTB/打印输出后继线索二叉排序树T中所有大于A且小于B的元素PTWHILEPLTAGPPLCHILD/找到最小元素WHILEP/输出符合条件的元素IFPRTAGPPRTAGELSEPPRCHILDWHILEPLTAGPPLCHILD/转到中序后继/WHILE/PRINT_BETWEEN936VOIDBSTREE_INSERT_KEYBITHRTREEQBITHRNODEMALLOCSIZEOFBITHRNODEQDATAXTRCHILDQTRTAG0QRTAG1QRCHILDP/修改原线索ELSEBSTREE_INSERT_KEYTRCHILD,X/T有右子树时,插入右子树中/IFELSEIFTDATAX/插入到左子树中IFTLCHILD/T没有左子树时,作为左孩子插入QBITHRNODEMALLOCSIZEOFBITHRNODEQDATAXTLCHILDQQRTAG1QRCHILDT/修改自身的线索ELSEBSTREE_INSERT_KEYTLCHILD,X/T有左子树时,插入左子树中/IF/BSTREE_INSERT_KEY937STATUSBSTREE_DELETE_KEYBITHRTREE/PTR为X所在结点,PRE和SUC分别指向PTR的前驱和后继PTLASTNULL/LAST始终指向当前结点P的前一个前驱WHILEPLTAGPPLCHILD/找到中序起始元素WHILEPIFPDATAX/找到了元素X结点PRELASTPTRPELSEIFLAST/找到了X的后继IFPRTAGPPRTAGELSEPPRCHILDWHILEPLTAGPPLCHILD/转到中序后继LASTP/WHILE/借助中序遍历找到元素X及其前驱和后继结点IFPTRRETURNERROR/未找到待删结点DELETE_BSTREEPTR/删除X结点IFPRE/修改线索RETURNOK/BSTREE_DELETE_KEYVOIDDELETE_BSTREEBITHRTREEIFTLTAGELSEIFTLTAGELSEIFTLTAGRTLCHILDWHILERRTAGSRRRRCHILD/找到结点的前驱R和R的双亲STDATARDATA/用R代替T结点IFSTSRCHILDRLCHILDELSESLCHILDRLCHILD/重接R的左子树到其双亲结点上QR/ELSEFREEQ/删除结点/DELETE_BSTREE分析本算法采用了先求出X结点的前驱和后继,再删除X结点的办法,这样修改线索时会比较简单,直接让前驱的线索指向后继就行了如果试图在删除X结点的同时修改线索,则问题反而复杂化了938VOIDBSTREE_MERGEBITREEIFSRCHILDBSTREE_MERGET,SRCHILD/合并子树INSERT_KEYT,S/插入元素/BSTREE_MERGEVOIDINSERT_NODEBITREEELSEINSERT_NODETRCHILD,SELSEIFSDATADATAIFTLCHILDTLCHILDSELSEINSERT_NODETLCHILD,SSLCHILDNULL/插入的新结点必须和原来的左右子树断绝关系SRCHILDNULL/否则会导致树结构的混乱/INSERT_NODE分析这是一个与课本上不同的插入算法在合并过程中,并不释放或新建任何结点,而是采取修改指针的方式来完成合并这样,就必须按照后序序列把一棵树中的元素逐个连接到另一棵树上,否则将会导致树的结构的混乱939VOIDBSTREE_SPLITBITREEIFTRCHILDBSTREE_SPLITTRCHILD,A,B,X/分裂左右子树IFTDATADATATDATA/其余部分与上一题同IFTRCHILDTRCHILDSELSEINSERT_NODETRCHILD,SELSEIFSDATADATAIFTLCHILDTLCHILDSELSEINSERT_NODETLCHILD,SSLCHILDNULLSRCHILDNULL/INSERT_KEY940TYPEDEFSTRUCTINTDATAINTBFINTLSIZE/LSIZE域表示该结点的左子树的结点总数加1BLCNODELCHILD,RCHILDBLCNODE,BLCTREE/含LSIZE域的平衡二叉排序树类型BTNODELOCATE_BLCTREEBLCTREET,INTK/在含LSIZE域的平衡二叉排序树T中确定第K小的结点指针IFTRETURNNULL/K小于1或大于树结点总数IFTLSIZEKRETURNT/就是这个结点ELSEIFTLSIZEKRETURNLOCATE_BLCTREETLCHILD,K/在左子树中寻找ELSERETURNLOCATE_BLCTREETRCHILD,KTLSIZE/在右子树中寻找,注意要修改K的值/LOCATE_BLCTREE941TYPEDEFSTRUCTENUMLEAF,BRANCHTAG/结点类型标识INTKEYNUMBPLINKPARENT/双亲指针INTKEYMAXCHILD/关键字UNIONBPLINKCHILDMAXCHILD/非叶结点的孩子指针STRUCTRECTYPEINFOMAXCHILD/叶子结点的信息指针BPNODENEXT/指向下一个叶子结点的链接LEAFBPNODE,BPLINK,BPTREE/B树及其结点类型STATUSBPTREE_SEARCHBPTREET,INTKEY,BPNODEPTR,INTPOS/B树中按关键字随机查找的算法,返回包含关键字的叶子结点的指针PTR以及关键字在叶子结点中的位置POSPTWHILEPTAGBRANCH/沿分支向下查找FORI0IKEYNUMI/确定关键字所在子树IFIPKEYNUMRETURNERROR/关键字太大PPCHILDIFORI0IKEYNUMI/在叶子结点中查找IFIPKEYNUMRETURNERROR/找不到关键字PTRPPOSIRETURNOK/BPTREE_SEARCH942VOIDTRIETREE_INSERT_KEYTRIETREEQKINDLEAFQLFKKEY/建叶子结点KLENKEY0PTI1WHILEPPPBHPTRORDKEYII/自上而下查找IFPKINDBRANCH/如果最后落到分支结点无同义词PBHPTRORDKEYIQ/直接连上叶子PBHNUMELSE/如果最后落到叶子结点有同义词RTRIENODEMALLOCSIZEOFTRIENODE/建立新的分支结点LASTBHPTRORDKEYI1R/用新分支结点取代老叶子结点和上一层的联系RKINDBRANCHRBHNUM2RBHPTRORDKEYIQRBHPTRORDPLFKIP/新分支结点与新老两个叶子结点相连/TRIETREE_INSERT_KEY分析当自上而下的查找结束时,存在两种情况一种情况,树中没有待插入关键字的同义词,此时只要新建一个叶子结点并连到分支结点上即可另一种情况,有同义词,此时要把同义词的叶子结点与树断开,在断开的部位新建一个下一层的分支结点,再把同义词和新关键字的叶子结点连到新分支结点的下一层943STATUSTRIETREE_DELETE_KEYTRIETREEI1WHILEPIIFPFREEPRETURNOKELSERETURNERROR/没找到待删除元素/TRIETREE_DELETE_KEY944VOIDPRINT_HASHHASHTABLEH/按第一个字母顺序输出HASH表中的所有关键字,其中处理冲突采用线性探测开放定址法FORI1IDATAKEYQNEXTNULLNHKEYIFTNTNQ/作为链表的第一个结点ELSEFORPTNPNEXTPPNEXTPNEXTQ/插入链