第二十八课
本课主题:图的存储结构
教学目的:掌握图的二种存储表示方法
教学重点:图的数组表示及邻接表表示法
教学难点:邻接表表示法
授课内容:
一、数组表示法
用两个数组分别存储数据元素(顶点)的信息和数据元素之间的关系
(边或弧)的信息。
//
图的数组(邻接矩阵)存储表示
#define
INFINITY INT_MAX //最大值无穷大
#define
MAX_VERTEX_NUM 20 //最大顶点个数
typedef
enum{DG,DN,AG,AN} GraphKind;//有向图,有向网,无向图,无向网
typedef
struct ArcCell{
VRType
adj; //VRType是顶点关系类型。对无权图,用1或0表示相邻否,对带权图,则为权值类型
InfoType
*info; //该弧相关停息的指针
}ArcCell,AdjMatrix[max_vertex_num][max_vertex_num];
tpyedef
struct{
VertexType
vexs[MAX_VERTEX_NUM]; //顶点向量
AdjMatrix
arcs; //邻接矩阵
int
vexnum,arcnum; //图的当前顶点数和弧数
GraphKind
kind; //图的种类标志
}MGraph;
二、邻接表
邻接表是图的一种链式存储结构。
在邻接表中,对图中每个顶点建立一个单链表,第i个单链表中的结点表示依附于顶点vi的边(对有向图是以顶点vi为尾的弧)。每个结点由三个域组成,其中邻接点域
(adjvex)指示与顶点vi邻接的点在图中的位置,链域(nextarc)指示下一条边或弧的结点;数据域(info)存储和边或弧相关的信息,如权
值等。每个链表上附设一个表头结点,包含链域(firstarc)指向链表中第一个结点,还设有存储顶点vi的名或其它有关信息的数据域(data)。
如:
#define
MAX_VERTEX_NUM 20
typedef
struct ArcNode{
int
adjvex; //该弧所指向的顶点的位置
struct
ArcNode *nextarc; //指向下一条弧的指针
InfoType
*info; //该弧相关信息的指针
}ArcNode;
typedef
struct VNode{
VertexType
data; //顶点信息
ArcNode
*firstarc; //指向第一条依附该顶点的弧的指针
}VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM];
typedef
struct {
AdjList
vertices; //图的当前顶点数和弧数
int
vexnum,arcnum; //图的种类标志
int
kind;
}ALGraph;
三、总结
图的存储包括哪些要素?
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第二十九课
本课主题:静态查找表(一)顺序表的查找
教学目的:掌握查找的基本概念,顺序表查找的性能分析
教学重点:查找的基本概念
教学难点:顺序表查找的性能分析
授课内容:
一、查找的基本概念
查找表: | 是由同一类型的数据元素(或记
录)构成的集合。 |
查找表的操作: | 1、查询某个“特定的”数据元素是否
在查找表中。 2、检索某个“特定的”数据元素的各种属性。 3、在查找表中插入一个数据元素; 4、从查找表中刪去某个数据元素。 |
静态查找表 | 对查找表只作前两种操作 |
动态查找表 | 在查找过程中查找表元素集合动态改变 |
关键字 | 是数据元素(或记录)中某个数
据项的值 |
主
关键字 | 可以唯一的地标识一个记录 |
次关键字 | 用以识别若干记录 |
查找 | 根据给定的某个值,在查找表中确定一个其关键字等于给定的记录或
数据元素。若表中存在这样的一个记录,则称查找是成功的,此时查
找的结果为给出整个记录的信息,或指示该记录在查找表中的位置;若表中不存在关键字等于给定值的记录,则称查
找不成功。 |
一些约定:
典型的关键字类型说明: |
typedef float
KeyType;//实型 typedef int KeyType;//整型 typedef char *KeyType;//字符串型 |
数据元素类型定义为: |
typedef struct{ KeyType key; // 关键字域 ... }ElemType; |
对两个关键字的比较约定为如下的宏定义: |
对数值型关键字 #define EQ(a,b) ((a)==(b)) #define LT(a,b) ((a)<(b)) #define LQ(a,b) ((a)<=(b)) 对字符串型关键字 #define EQ(a,b) (!strcmp((a),(b))) #define LT(a,b) (strcmp((a),(b))<0) #define LQ(a,b) (strcmp((a),(b))<=0) |
二、静态查找表
静态查找表的类型定义:
ADT
StaticSearchTable{ 数据对象D:D是具有相
同特性的数据元素的集合。各个数据元素均含有类型相同,可唯一标识数据元素的关键字。 数据关系R:数据元素同
属一个集合。 基本操作P: Create(&ST,n); 操作结果:构造一个含n
个数据元素的静态查找表ST。 Destroy(&ST); 初始条件:静态查找表ST
存在。 操作结果:销毁表ST。 Search(ST,key); 初始条件:静态查找表ST
存在,key为和关键字类型相同的给定值。 操作结果:若ST中在在
其关键字等于key的数据元素,则函数值为该元素的值或在表中的位置,否则为“空”。 Traverse(ST,Visit()); 初始条件:静态查找表ST
存在,Visit是对元素操作的应用函数。 操作结果:按某种次序对ST
的每个元素调用函数visit()一次且仅一次。一旦visit()失败,则操作失败。 }ADT
StaticSearchTable |
三、顺序表的查找
静态查找表的顺序存储结构
typedef
struct {
ElemType
*elem;
int
length;
}SSTable;
顺序查找:从表中最后一个记录开始,逐个进行记录的关键字和给定
值的比较,若某个记录的关键字和给定值比较相等,则查找成功,找到所查记录;反之,查找不成功。
int
Search_Seq(SSTable ST,KeyType
key){
ST.elme[0].key=key;
for(i=ST.length;
!EQ(ST.elem[i].key,key); --i);
return
i;
}
查找操作的性能分析:
查找算法中的基本操作是将记录的关键字和给定值进行比较,,通常
以“其关键字和给定值进行过比较的记录个数的平均值”作为衡量依据。
平均查找长度:
为确定记录在查找表中的位置,需用和给定值进行比较的关键字个数
的期望值称为查找算法在查找成功时的平均查找长度。
| 其中:Pi为查找表中第
i个记录的概率,且; Ci为找到表中其关键字与给定值相等
的第i个记录时,和给定值已进行过比较的关键字个数。 |
| 等概率条件下有:
|
假设查找成功与不成功的概率相同: |
|
四、总结
什么是查找表
顺序表的查找过程
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第三十课
本课主题:静态查找表(二)有序表的查找
教学目的:掌握有序表的折半查找法
教学重点:折半查找
教学难点:折半查找
授课内容:
一、折半查找的查找过程
以有序表表示静态查找表时,Search函数可用
折半查找来实现。
先确定待查记录所在的范围(区间),然后逐步缩小范围直到找到或找不到该记录为止。
二、折半查找的查找实现
int Search_Bin(SSTable ST,KeyType key){
low=1;high=ST.length;
while(low<=high){
mid=(low+high)/2;
if
EQ(key,ST.elem[mid].key) return
mid;
else if
LT(key,ST.elem[mid].key)
high=mid -1;
else low=mid +1 ;
}
return 0;
}//Search_Bin;
三、折半查找的性能分析
折半查找在查找成功时和给定值进行比较的关键字个数至多为
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