数据结构:排序算法与哈希表

目录

排序

稳定性

[1. 插入](#1. 插入)

思想

实现

2、快排

快排

实现

hash表

应用

hash函数

设计的要点

常见hash函数设计

hash冲突

冲突的解决

实现


排序

使一个序列按照一定的次序(升序)进行排布。

稳定性

假如在一个序列中,有两个等值数据,记作 k[i], k[j]; 在排序前, i<j, (i,j 都是数组中的下标) 。排序后依然保持 k[i] 的存储位置在k[j]的前面,称为稳定的排序。否则 是不稳定的排序方式。

1. 插入

思想

插入

  1. 把待插入元素,放入已有的序列当中

  2. 把待插入元素,和有序序列中,最后一个数字进行比较,

3 如果 待插入元素大, 位置不需要变化的

4.反之,在有序序列中,比待插入元素都大数字,都整体后移。

实现

// arr,需要排序的数列

// len,数列的个数

void insert_order(int *arr, int len)

{

int i, j, k;

// i指向待插入元素的下标

for (i = 1; i < len; i++)

{

// k存放待插元素本身

k = arr[i];

j = i - 1; //有序序列的最后一个元素

while (j >= 0 && arr[j] > k)

{

arr[j + 1] = arr[j];

j--;}

arr[j + 1] = k;

}

}

2、快排

快排

分而治之

1.确定中枢(数组中第一个,假想中枢数字),

2.拿中枢和最后面的比较,

中枢小,j-- 。反之, a[i] = a[j]

  1. 拿中枢和最前面的比较

中枢大, i++. 反之,a[j] = a[i]

4.i<j ,重复3,4步。反之,i == j ,a[i] = 中枢

5.递归 sort(a,0,i-1);

6.递归 sort(a,i+1,len);

实现

void quick_sort(int *arr, int left, int right)

{

int i, j, k;

i = left;

j = right;

k = arr[i]; //假象的中间值。

while (i < j) // i == j

{

while (k <= arr[j] && i < j) j--;

if (i < j)

arr[i] = arr[j];

while (k >= arr[i] && i < j) i++;

if (i < j)

arr[j] = arr[i];

}

arr[i] = k;

if (left < i - 1)

quick_sort(arr, left, i - 1);

if (right > i + 1)

quick_sort(arr, i + 1, right);

}

hash表

一种既可以存储也可以查询的技术。

一般使用顺序表实现,需要支持随机访问数据。

应用

希望在大量数据中,快速o(1),o(logn)找到需要的数据。

存储位置=f(key)

存储位置就是数组中需要存储数据的地址。

f ,hash函数,根据需要存储内容可以计算出下标的函数

key,就是需要要存储的数据

hash函数

设计的要点
  • 计算相对简单
  • 地址分布均匀
常见hash函数设计

直接定值法

平方取中法

折叠法

求余法

hash冲突

f(key1) ==f(key2), key1!= key2 ; 需要存储的数据不同,但是调用了hash函数后,下标相同。 被称为hash函数冲突

冲突的解决

1、线性探测:尝试测试 =1,+2,+3,+4,+5..........+n n<数组的容量

2、二次探测:尝试测试+1,-1,+2,-2,+3,-3,+4,-4.........=i^2 i^2<n 数组的容量

3、随机法:尝试测试 +rand()%size

实现

typedef int DATATYPE;

typedef struct

{

DATATYPE* head;

int tlen;

}HsTable;

HsTable* CreateHsTable(int len)

{

HsTable* hs = malloc(sizeof(HsTable));

if(NULL == hs)

{

printf("CreateHsTable malloc1 error\n");

return NULL;

}

hs->head = malloc(sizeof(DATATYPE)*len);

if(NULL == hs->head)

{

printf("CreateHsTable malloc2 error\n");

return NULL;

}

hs->tlen = len;

for(int i = 0 ;i<len;i++)

{

hs->head[i]=-1;

}

return hs;

}

int HsFun(HsTable*hs,DATATYPE*data)

{

return *data%hs->tlen;

}

int HsTableInsert(HsTable*hs,DATATYPE*data)

{

int inx = HsFun(hs,data);

while(hs->head[inx]!=-1)

{

printf("冲突 data:%d pos%d\n",*data,inx);

inx= (inx+ 1)%hs->tlen;

}

hs->head[inx] = *data;

return 0;

}

int HsTableSearch(HsTable*hs,DATATYPE*data)

{

int inx = HsFun(hs, data);

int old_inx = inx;

while(hs->head[inx]!= *data)

{

inx= (inx+ 1)%hs->tlen;

if(inx == old_inx)

{

return -1;

}

}

return inx;

}

int main(int argc, char **argv)

{

HsTable* hs = CreateHsTable(10);

int a[10]={31,22,75,34,12,11,44,67,90,3};

for(int i = 0 ;i<10;i++)

{

HsTableInsert(hs, &a[i]);

}

int want_num =75;

int ret = HsTableSearch(hs, &want_num);

if(-1 == ret)

{

printf("can't find\n");

}

else

{

printf("find it\n");

}

return 0;

}

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