C++数据结构设计程序

实验课的内容，一筹莫展，万望高手给与解答,C写还是C++不限，功能界面越完善越好，程序好有追加。
题目一: 基本查找算法比较
1) 对以下3 种基本的查找算法的性能进行比较：顺序查找，二叉查找树，哈希。算法
包含两步：第一步：从文件中读取数据建查找表；第二步从文件中读取查找关键字
静态查找。
2) 待查找记录的个数不大于n ( n<=1000000)，关键字 key 互不相同，取值范围 0 -10的9次幂
；
查询操作的次数为m(m=100 000 )，每次查询的关键字随机生成，取值范围0 -10的9次幂
.
3) 比较的指标为关键字的比较次数（包含建立查找表和查找操作）、内存空间和实际
运行时间。至少用5 组不同的数据作比较，至少包含完全正序(n=1 0 000)、完全逆
序(n=1 0 000 )及随机(n=10000 、100000 ，1000000)情况。
4) 为提高比较的可信度，待查找数据和查询关键字数据的生成及排序等预处理要设计
成一个独立功能，并将结果数据保留在data .in 文件中，格式如下：第1 行，用空
格分隔的两个非负整数，分别表示 n 和m；接下来的 n 行，每行一个非负整数，表
示待查询数据；接下来的m 行，每行一个非负整数，表示查询的关键字。
5) 每次查询都输出到结果文件data.out中，一共m 行。每行包含对应的查询关键字的
查询结果。查询结果：成功输出“Ye s”, 不成功输出“No”。
6) 哈希的散列函数建议使用key mod P，P 是大于n 的质数，注意内存限制；冲突
消解建议使用简单的线性探查法。当然，有能力的同学可以自己设计哈希函数，使
用统计结果较好的冲突消解方法，如平方探测法。
7) 对结果作简单分析，包括对各组数据得出结果波动大小的解释。
待查找个数不小于n（n>=1000000),跪求大神给完整可运行的代码，不要让我自己补了。。

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推荐答案推荐于2018-04-21

苦逼的吉大孩子,你几班的啊，

#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<time.h>
#include<fstream>
//#include<math>
using namespace std;
void search(int,int,int *,int *);
template<class T>

int Find_s(T data[], int n,T key,int &icmp)
//顺序查找(从n维数组中查找key,并且给出比较的次数icmp
{
icmp=0;
for(int i=0;i<n;i++)
{
   icmp++;
   if(data[i]==key)
    return i;
}
   return -1;
}

///以下是二叉查找树查找法
template<class T>
class BintreeNode
{
public:
T data;
BintreeNode* left;
BintreeNode*right;

BintreeNode():left(0),right(NULL){}
BintreeNode(T item):data(item),left(NULL),right(NULL){}
~BintreeNode(){
   if(left!=0)
    delete left;
   if(right!=0)
    delete right;
}
};
template<class T>
class Bintree
{
public:
int num;
BintreeNode<T>* root;
BintreeNode<T>* Find_bt(T key,int &icmp,int itype=0)//一个二叉树查找算法
{
   icmp=0;
   if(root==0)
   {
    icmp++;
    if(itype==0)//itype=1时有插入功能（不同的值时）
     return NULL;
    else
    {
     num++;
     return root=new BintreeNode<T>(key);
    }
   }
   else
   {
    BintreeNode<T>* ptr=root,*p;
    while(ptr!=NULL)
    {
     icmp++;
     p=ptr;
     if(ptr->data==key)
      return ptr;
     else
     {
      if(ptr->data>key)
       ptr=ptr->left;
      else
       ptr=ptr->right;
     }
    }
    if(itype)
    {
     num++;
     if(p->data>key)
      return p->left=new BintreeNode<T>(key);
     else
      return p->right=new (BintreeNode<T>)(key);
    }
    return NULL;
   }//else
}//Find_bt
Bintree():root(0),num(0){}
~Bintree(){delete root;}
};
/*int compare(const void* a,const void* b)
{
return *(int *)a-*(int *)b;
}*/
template<class T>
class Link
{
public:
T data;
Link<T>* next;
Link<T>():next(0){}
Link<T>(T item):data(item),next(0){}
~Link<T>(){if(next) delete next;}
};
template<class T>
class LinkList
{
public:
Link<T>* first;

LinkList<T>():first(0){}
~LinkList<T>(){if(first)delete first;}
Link<T>* Find_hash(T key,int &icmp,int ntype=0)//查找与插入
{
   icmp=0;
   if(first==0)
   {
    icmp++;
    if(ntype)
     return first=new Link<T>(key);
    else
     return NULL;
   }
   else
   {
    Link<T>*ptr=first,*p;
    while(ptr!=NULL)
    {
     icmp++;
     p=ptr;
     if(ptr->data==key)
      return ptr;
     ptr=ptr->next;
    }
    if(ntype)
     return p->next=new Link<T>(key);
    return NULL;
   }
}
};
template<class T>
class Hash
{
public:
LinkList<T>* hashlist;
int size;
Hash<T>(int n=113):size(n)
{
   hashlist=new LinkList<T>[n];
}
~Hash<T>(){delete []hashlist;}
void init_hash(T data[],int n)//初始化哈希查找表（拉链法）
{
   int t;
   for(int i=0;i<n;i++)
   {
    int pos=data[i]%size;
    hashlist[pos].Find_hash(data[i],t,1);
   }
}
Link<T>* Find_hash(T key,int &icmp)    //查找关键词   除法杂凑函数
{
   int pos=key%size;
   return hashlist[pos].Find_hash(key,icmp);
}
};

int compare1(const void* a,const void* b)
{
return *(int *)a-*(int *)b;
}
int compare2(const void* a,const void* b)
{
return *(int *)b-*(int *)a;
}

//主函数
int main()
{

int p;
int m;
int n;
while(true)
{
cout<<"请选择数据类型 :1.正序排列2.逆序排列3.随机排列" <<endl;
cin>>p;
switch(p){
case 1 :

{
   FILE *fp;
char *filename="data.in";
if((fp=fopen(filename,"w+"))==NULL)
{
  printf("cannot open this flie\n");
  exit(0);
}

srand(time(0));
cout<<"  请输入数据规模n "<<endl;
cin>>n;
fprintf(fp,"\t\t%d\t",n);
  cout<<" 请输入查找比较的操作次数 m "<<endl;

cin>>m;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",m);

int *a=new int[n];
for(int i=0;i<n;i++)
{

   a[i]=rand()%1000000001;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",a[i]);
}
qsort(a,n,sizeof(int),compare1);   //对数组进行升序排序
qsort(a,n,sizeof(int),compare2);   //对数组进行降序排序
//随机生成m个随机数，并存入data.in
int *b=new int[m];
for(int k=0;k<m;k++)
{
   b[k]=rand()%1000000001;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",b[k]);
}
fclose(fp);//关闭文件
search(m,n,a,b);
}
break;
case 2 :

{
FILE *fp;
char *filename="data.in";
if((fp=fopen(filename,"w+"))==NULL)
{
  printf("cannot open this flie\n");
  exit(0);
}

srand(time(0));
cout<<"  请输入数据规模n "<<endl;
cin>>n;
fprintf(fp,"\t\t%d\t",n);

  cout<<" 请输入查找比较的操作次数 m "<<endl;

cin>>m;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",m);

int *a=new int[n];
for(int i=0;i<n;i++)
{
   a[i]=rand()%1000000001;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",a[i]);
}
qsort(a,n,sizeof(int),compare2);   //对数组进行降序排序
//随机生成m个随机数，并存入data.in
int *b=new int[m];
for(int k=0;k<m;k++)
{
   b[k]=rand()%1000000001;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",b[k]);
}
fclose(fp);//关闭文件
search(m,n,a,b);
}
break;
case 3 :
{
   FILE *fp;
char *filename="data.in";
if((fp=fopen(filename,"w+"))==NULL)
{
  printf("cannot open this flie\n");
  exit(0);
}

srand(time(0));
//输入n,并存入data.in
//int n;
cout<<"  请输入数据规模n "<<endl;
cin>>n;
fprintf(fp,"\t\t%d\t",n);
//输入m,并存入data.in
cout<<" 请输入查找比较的操作次数 m "<<endl;
//int m;
cin>>m;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",m);
//随机生成n个随机数，并存入data.in
int *a=new int[n];
for(int i=0;i<n;i++)
{
   a[i]=rand()%1000000001;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",a[i]);
}
//随机生成m个随机数，并存入data.in
int *b=new int[m];
for(int k=0;k<m;k++)
{
   b[k]=rand()%1000000001;
fprintf(fp,"\t\t%d\t\n",b[k]);
}
fclose(fp);//关闭文件
search(m,n,a,b);
}
}

}
return 0;
}

//search函数
void search(int m,int n,int *a,int *b){
  FILE *fp;
char *filename="data.out";
if((fp=fopen(filename,"w+"))==NULL)
{
  printf("cannot open this flie\n");
  exit(0);
}


clock_t start1 = clock();
for(int h=0;h<m;h++)
{
int key=b[h];
int icmp;

int j=Find_s(a,n,key,icmp);//使用顺序查找法查找key值的位置

if(j==-1)
{
cout<<"数据总数:"<<n<<"\t查找关健字key:"<<key<<
"\t查找比较次数:icmp\n顺序查找法：\n是否找到:"

<<"no"<<"   icmp:"<<icmp<<endl;
   fprintf(fp,"\t\t%s\t\n","no");
}
   else
{

cout<<"数据总数:"<<n<<"\t查找关健字key:"<<key<<
   "\t查找比较次数:icmp\n顺序查找法：\n是否找到:"

<<"yes"<<" icmp:"<<icmp<<endl;
fprintf(fp,"\t\t%s\t\n","yes");
}
}
clock_t end1 = clock();

clock_t start2 = clock();
for(int f=0;f<m;f++)
{
int key=b[f];
int icmp;
Bintree<int> btree;
for(int i=0;i<n;i++)
btree.Find_bt(a[i],icmp,1);//未排序之前插入到二叉查找树中

qsort(a,n,sizeof(int),compare1);//对数组进行升序排序

cout<<"二叉查找树："<<endl;
int p = (btree.Find_bt(key,icmp)==NULL?-1:btree.Find_bt

(key,icmp)->data );

if(p==-1)
{

cout<<"数据总数:"<<n<<"\t查找关健字key:"<<key<<
"\t查找比较次数:icmp\n二叉树查找法：\n是否找到:"

<<"no"<<" icmp:"<<icmp<<endl;
fprintf(fp,"\t\t%s\t\n","no");

}
else
{

cout<<"数据总数:"<<n<<"\t查找关健字key:"<<key<<
"\t查找比较次数:icmp\n二叉树查找法：\n是否找到:"

<<"no"<<" icmp:"<<icmp<<endl;
fprintf(fp,"\t\t%s\t\n","no");

}

clock_t end2 = clock();

clock_t start3 = clock();

for(int g=0;g<m;g++)
{
int key=b[g];
int icmp;
Hash<int > hash(1000);
hash.init_hash(a,n);

cout<<"哈希表查找："<<endl;
int q = ((hash.Find_hash(key,icmp)==NULL)?-1:(hash.Find_hash

(key,icmp))->data);

if(q==-1){
cout<<"数据总数:"<<n<<"\t查找关健字key:"<<key<<
"\t查找比较次数:icmp\n哈希查找法：\n是否找到:"

<<"no"<<" icmp:"<<icmp<<endl;
fprintf(fp,"\t\t%s\t\n","no");
}
else{

cout<<"数据总数:"<<n<<"\t查找关健字key:"<<key<<
"\t查找比较次数:icmp\n二叉树查找法：\n是否找到:"

<<"yes"<<" icmp:"<<icmp<<endl;
fprintf(fp,"\t\t%s\t\n","yes");
}

}

clock_t end3 = clock();
cout<<"顺序查找时间    :"<<(double)(end1-start1)/CLOCKS_PER_SEC<<endl<<endl;//输出时间
cout<<"二叉树查找时间    :"<<(double)(end2-start2)/CLOCKS_PER_SEC<<endl<<endl;//输出时间
cout<<"哈希查找时间    :"<<(double)(end3-start3)/CLOCKS_PER_SEC<<endl<<endl;//输出时间
fclose(fp);//关闭文件
}

不过运行结果不能排序只能是随机的，你看看能改好吗？改好了说给我我11级12班的

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其他回答

第1个回答 2013-08-15

你分开提问估计回答的人会多点，呵呵，

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