介绍UGC-NET CS 2017年11月-III考试问题3

本考试问题3是一道关于计算机科学的程序设计题。问题要求使用给定的数据结构和算法设计一个程序，实现对给定数据集的排序和查找操作。具体要求包括：

• 对数据集进行快速排序；
• 对排序后的数据集实现二分查找功能；
• 实现一个用户界面，接收用户输入，调用排序和查找功能并返回结果。

程序设计

首先，我们需要使用一种数据结构来存储我们的数据集。因为要对数据集进行排序和二分查找，我们可以使用线性表来存储数据。考虑到数据集可能会比较大，我们可以使用数组来实现线性表。

数据结构设计

struct List {
    int *data; //存放数据的数组
    int size; //数据集大小
};

排序算法

对于排序算法，我们可以使用快速排序。快排时间复杂度为O(nlogn)，较为高效。

void QuickSort(int *arr, int low, int high) { //输入数组指针和数组下标范围
    if (low < high) {
        int q = Partition(arr, low, high); //获取分割点
        QuickSort(arr, low, q - 1); //递归调用左半部分排序
        QuickSort(arr, q + 1, high); //递归调用右半部分排序
    }
}

int Partition(int *arr, int low, int high) {
    int pivot = arr[high]; //以最后一个元素作为基准
    int i = low - 1;
    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            swap(arr[i], arr[j]);
        }
    }
    swap(arr[i + 1], arr[high]);
    return i + 1;
}

查找算法

对于查找算法，我们可以使用二分查找。因为数据集已经排序了，所以可以使用二分查找进行高效的查找。

int BinarySearch(int *arr, int low, int high, int target) { //输入数组指针、数组下标范围和目标值
    if (low > high) {
        return -1;
    }
    int mid = (low + high) / 2;
    if (arr[mid] == target) {
        return mid;
    } else if (arr[mid] > target) {
        return BinarySearch(arr, low, mid - 1, target);
    } else {
        return BinarySearch(arr, mid + 1, high, target);
    }
}

用户界面

最后，我们需要实现一个用户界面，接收用户输入，调用排序和查找功能并返回结果。

int main() {
    List list; //定义一个 List 结构体变量
    cout << "请输入数据集大小：";
    cin >> list.size;
    list.data = new int[list.size]; //根据大小动态分配数组空间
    cout << "请输入数据集（空格分隔）：";
    for (int i = 0; i < list.size; i++) {
        cin >> list.data[i];
    }
    QuickSort(list.data, 0, list.size - 1); //排序
    cout << "排序后：";
    for (int i = 0; i < list.size; i++) {
        cout << list.data[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    int target;
    cout << "请输入要查找的数字：";
    cin >> target;
    int index = BinarySearch(list.data, 0, list.size - 1, target); //查找
    if (index == -1) {
        cout << "未找到。" << endl;
    } else {
        cout << "数字 " << target << " 在数据集中的位置为：" << index + 1 << endl;
    }
    delete[] list.data; //释放动态分配的数组空间
    return 0;
}

总结

本次考试问题3涉及到了数据结构、排序、查找和算法设计等多个方面。通过对这个问题的学习和实践，我们可以更好地理解和掌握这些基本的计算机科学知识，同时也可以提高我们的程序设计和算法设计能力。