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关于数据结构6-哈希表和5种排序算法

news 2025/8/9 12:58:42

哈希表

1哈希算法

将数据通过哈希算法映射成一个键值，存取都在同一个位置实现数据的高效存储和查找，将时间复杂度尽可能降低至O(1)

2哈希碰撞

多个数据通过哈希算法得到的键值相同，成为产生哈希碰撞

3哈希表：

构建哈希表存放0-100之间的数据
哈希算法选择：
- 将0-100之间的数据的各位作为键值

4. 哈希表的实现

1. 哈希表插入

linknode *phashtable[INDEX];
// 一个名为phashtable的指针型数组,一共INDEX个元素 每个元素的值都是linknode*型 指向链表的头节点指针
// phashtable是二级指针哦 指向数组头元素的地址常量(数组内元素都为地址 指向指针的指针则是二级指针)
int insert_hashtable(int tmpdata)
{int key = 0;linknode **pptmpnode = NULL;linknode *pnewnode = NULL;key = tmpdata % INDEX;//*pptmpnode != NULL说明哈希表当前这个元素后面有链表// 注意:你要操作循环的是 存放哈希表的元素指针值(这里变化的i是 二级指针)// pptmpnode等于哈希表里存的元素的地址// 先1 若2 再3(把指针往后挪一个)若2 再3 直到找到存放大于输入的数据的链表位置退出循环for (pptmpnode = &phashtable[key]; *pptmpnode != NULL && (*pptmpnode)->data < tmpdata; pptmpnode = &((*pptmpnode)->pnext)){}// 新建链式空间pnewnode = malloc(sizeof(linknode));if (pnewnode == NULL){perror("fail to malloc");return -1;}pnewnode->data = tmpdata;pnewnode->pnext = *pptmpnode; // 若你插入的数字是62 *pptmpnode则是指向72节点的地址*pptmpnode = pnewnode;        //**ptmpnode 同时也是指向52节点里面pnext的值 改这个值return 0;
}

2. 哈希表遍历

 int show_hashtable(void){int i = 0;linknode *ptmpnode = NULL;for (i = 0; i < INDEX; i++){printf("%d:", i);ptmpnode = phashtable[i];while (ptmpnode != NULL){printf("%2d ", ptmpnode->data);ptmpnode = ptmpnode->pnext;}printf("\n");}return 0;}

排序和查找算法：

1.冒泡排序

1. 时间复杂度为O( $n^{2}$ )
2. 稳定的排序算法
3. 排序方法：
- 相邻的两个元素比较，大的向后走，小的向前走
- 循环找len-1个大的值

int bubble_sort(int *parray, int len){int i = 0;int j = 0;int tmp = 0;for (j = 0; j < len-1; j++){for (i = 0; i < len-1-j; i++){if (parray[i] > parray[i+1]){tmp = parray[i];parray[i] = parray[i+1];parray[i+1] = tmp;}}}return 0;}

2. 选择排序

1. 时间复杂度O( $n^{2}$ )
2. 不稳定排序算法
3. 排序方法：
- 从前到后找最小值与前面的元素交换
- 找到len-1个最小值吗，最后一个最大值即排序完成

 int select_sort(int *parray, int len){int i = 0;int j = 0;int tmp = 0;int min = 0;for (j = 0; j < len-1; j++){min = j;for (i = j+1; i < len; i++){if (parray[i] < parray[min]){min = i;}}if (min != j){tmp = parray[min];parray[min] = parray[j];parray[j] = tmp;}}return 0;}

3.插入排序

1. 时间复杂度O( $n^{2}$ )，如果是组有序时间复杂度降低至O(n)
2. 稳定的排序算法
3. 排序方法：
- 将数组中的每个元素插入到有序数列中
- 先将要插入的元素取出O( $n^{2}$ )
- 依次和前面元素比较，比元素大的向后走，直到前一个元素比要插入的元素小，或者到达有序数列开头停止
- 插入元素即可

 int insert_sort(int *parray, int len){int tmp = 0;int i = 0;int j = 0;for (j = 1; j < len; j++){tmp = parray[j];for (i = j; i > 0 && tmp < parray[i-1]; i--){parray[i] = parray[i-1];}parray[i] = tmp;}return 0;
}

4.希尔排序

时间复杂度O(nlogn)
不稳定的排序算法
- 通过选择不同的步长，将数组拆分成若干个小的数组实现插入排序
- 若干个小的数组称为有序数列后，使得数组中的数据大致有序
- 最后再对整体完成一个插入排序

/* 耗时: 5 - 10ms*/int shell_sort(int *parray, int len){int step = 0;int j = 0;int i = 0;int tmp = 0;for (step = len/2; step > 0; step /= 2){for (j = step; j < len; j++){tmp = parray[j];for (i = j; i >= step && tmp < parray[i-step]; i -= 
step){parray[i] = parray[i-step];}parray[i] = tmp;}}return 0;}

5.快速排序

1. 时间复杂度为O(nlogn)

2. 不稳定的排序算法

3. 选择左边的作为键值，从后面找一个比键值小的放前面，从前面找一个比键值大的放后面，键值放中间

4. 左右两边有元素则递归调用快速排序

int quick_sort(int *parray, int low, int high){int key = 0;int j = 0;int i = 0;key = parray[low];j = high;i = low;while (i < j){while (i < j && parray[j] >= key){j--;}if (i < j){parray[i] = parray[j];}while (i < j && parray[i] <= key){i++;}if (i < j){parray[j] = parray[i];}    }parray[i] = key;if (i-1 > low){quick_sort(parray, low, i-1);}if (i+1 < high){quick_sort(parray, i+1, high);}return 0;}

6.折半查找(二分查找)

时间复杂度O(logn)

 int mid_search(int *parray, int low, int high, int tmpdata){int mid = 0;if (low > high){return -1;}mid = (low + high) / 2;if (tmpdata == parray[mid]){return mid;}else if (tmpdata > parray[mid]){return mid_search(parray, mid+1, high, tmpdata);}else if (tmpdata < parray[mid]){return mid_search(parray, low, mid-1, tmpdata);}}

7顺序查找

时间复杂度为O(n)

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http://www.lryc.cn/news/614553.html