静态查找表。实现有序表的折半查找算法

### 静态查找表与折半查找算法 在计算机科学中，静态查找表是一种用于存储数据并能够高效检索特定元素的数据结构。本篇文章将详细解释如何实现一个静态查找表，并利用折半查找算法（也称二分查找算法）来查询表中的数据。 #### 一、静态查找表的概念 静态查找表是一种只进行查找操作而不允许插入或删除操作的数据结构。其主要特点是表的内容一旦建立之后就不会发生变化，因此非常适合用来存储固定不变的数据集，如词典、电话簿等。静态查找表通常包含以下组成部分： 1. **数据项**：表中存储的基本数据单元。 2. **关键字**：用于标识每个数据项的唯一值。 3. **记录**：包含关键字和其他辅助信息的数据结构。 4. **表**：由多个记录组成的集合。 #### 二、实现有序表的折半查找算法 折半查找算法是一种高效的查找方法，它要求被查找的数据集是有序的。通过比较目标值与中间位置的元素值，可以快速缩小查找范围，从而提高查找效率。 ##### 1. 数据结构定义 在给出的代码示例中，我们首先定义了`elemType`结构体类型来表示单个数据项，以及`SSTable`结构体类型来表示静态查找表。其中`elemType`包含一个整型变量`key`作为关键字；`SSTable`则包含了指向`elemType`数组的指针`init`和整型变量`length`来表示表的长度。 ```c typedef struct { int key; } elemType; typedef struct { elemType *init; int length; } SSTable; ``` ##### 2. 创建静态查找表 创建静态查找表的过程主要包括分配内存空间和读取用户输入的数据。在给出的代码中，`createSTable`函数负责完成这一任务： ```c int createSTable(SSTable *t, int len) { int i; if (!(t->init = (elemType*)malloc(sizeof(elemType) * len))) return -1; t->length = len; printf("请输入数据值\n"); for (i = 0; i < t->length; ++i) scanf("%d", &t->init[i].key); } ``` ##### 3. 折半查找算法实现 折半查找算法的核心思想是在有序数组中通过不断将查找区间对半分割来缩小查找范围。在给出的代码中，`BinarySearch`函数实现了这一算法： ```c int BinarySearch(SSTable *t, int key) { int low = 0, high = t->length - 1, mid; while (low <= high) { mid = (low + high) / 2; if (t->init[mid].key == key) return mid; else if (t->init[mid].key < key) low = mid + 1; else high = mid - 1; } return -1; // 如果未找到键，则返回-1 } ``` ##### 4. 主函数流程 主函数主要负责初始化静态查找表、读取用户的查找键并调用`BinarySearch`函数进行查找。根据查找结果的不同，输出相应的提示信息。 ```c int main(void) { int n, key; SSTable t; printf("请输入数组长度\n"); scanf("%d", &n); createSTable(&t, n); printf("请输入要查找的键值key:\n"); scanf("%d", &key); printf("键值key在表中的位置为%d\n", BinarySearch(&t, key)); system("pause"); return 0; } ``` 通过上述分析，我们可以看出静态查找表结合折半查找算法能有效地处理大规模的有序数据集，提供高效的查找服务。这对于处理固定且较大的数据集是非常有帮助的。