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Programmieren in C Sortieren, Suchen
Hochschule Fulda – FB AI Sommersemester 2014 Peter Klingebiel, HS Fulda, DVZ
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Sortieren 1 Sortieren von Zahlen, Strings, allgemein von Daten, ist oft auftretende Aufgabenstellung Meist: Daten sind in Feldern vorhanden Sortieren von Feldelementen Intuitiver Algorithmus: Feld von oben nach unten (oder von links nach rechts) durchlaufen und elementweise sortieren Feld solange immer wieder durchlaufen, bis Feld sortiert ist Bubblesort-Algorithmus Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 2 1. Durchlauf bei Bubblesort
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Sortieren 3 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 4 die größten Elemente wandern nach und nach an das Ende des Feldes steigen wie Blasen auf Bubblesort Algorithmus für int-Feld mit n Elementen: void bsort(int v[], int n) int i, j; for(i = 0; i < n; i++) for(j = 0; j < n-i-1; j++) if(v[j] > v[j+1]) swap(v, j, j+1); Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 5 Bubblesort für Feld von Strings
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Sortieren 6 Sortierprogramm für Strings
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Sortieren 7 Diskussion Stabilität? Geschwindigkeit?
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Sortieren 8 Schnellerer Algorithmus Quicksort
rekursiver Algorithmus für int-Feld void qsort(int v[], int left, int right) int i, last; if(left >= right) return; swap(v, left, (left + right) / 2); last = left; for(i = left + 1; i <= right; i++) if(v[i] < v[left]) swap(v, ++last, i); swap(v, left, last); qsort(v, left, last - 1); qsort(v, last + 1, right); Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 9 Prinzip: teile und herrsche
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Sortieren 10 Quicksort für Feld von Strings
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Sortieren 11 Sortierprogramm für Strings
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Sortieren 12 Diskussion Stabilität? Geschwindigkeit?
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Sortieren 13 bisher: nur Sortieren von Strings
Es gibt aber oft andere Typen zu sortieren, z.B. Integer-, Double-, Struct-Typen usw. Generischer Sortieralgorithmus für Felder Sortieralgorithmen identisch bis auf Vergleichsfunktion comp() Austauschfunktion swap() Generische Funktionsparameter Funktionen als Parameter Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 14 Generische Funktionsparameter Nutzung des Typs void
Beispiel: swap-Funktion void swapv(void *s[], int i, int j) { void *t; t = s[i]; s[i] = s[j]; s[j] = t; } Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 15 Funktionen als Parameter
C erlaubt, Funktionen als Parameter an Funktionen zu übergeben und aufzurufen Übergabe der Funktion comp() void bsortv(void *v[], int n, int (*comp)(void *, void *)) { ... Aufruf der Funktion comp() if((* comp)(v[j], v[j+1]) > 0) ... Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 16 Bubblesort generisch
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Sortieren 17 Quicksort generisch
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Sortieren 18 sortlib – snumcmp()
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Sortieren 19 sortlib – sswapv()
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Sortieren 20 bsort5 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 21 qsort5 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 22 Mit generischen Funktionen und Funktionen als Parametern auch Sortieren von komplexeren Datenstrukturen möglich Beispiel: Personaldaten typedef struct _person { /* Personaleintrag: */ int no; /* Personalnummer */ char *nn; /* Nachname */ char *vn; /* Vorname */ int gj; /* Geburtsjahr */ int gm; /* Geburtsmonat */ int gt; /* Geburtstag */ } person_t, *person_p; Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 23 Personalliste nach verschiedenen Kriterien (Name, P-Nr., Geburtsdatum) sortierbar Implementierung einer Vergleichsfunktion Beispiel: Nachnamen vergleichen int compnn(person_p p1, person_p p2) { int n; if(n = strcmp(p1->nn, p2->nn)) return(n); else return(strcmp(p1->vn, p2->vn)); } Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Sortieren 24 personal.c Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Suchen 1 Häufige Aufgabe: in größeren Datenmengen nach Einzelelementen suchen Oft: Daten in Feldern gespeichert Intuitives Verfahren: Feld mit Daten von Anfang bis Ende durchlaufen und nach gesuchtem Element fahnden ist bei großen Datenmengen sehr langsam notwendig bei unsortierten Daten / Feldern in sortierten Feldern mit binärer Suche arbeiten Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Suchen 2 Beispiel: Suche in Integer-Feld
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Suchen 3 Binäre Suche: teile und finde
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Suchen 4 1 Schritt: teilen und vergleichen
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Suchen 5 2. Schritt: weiter teilen und vergleichen
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Suchen 6 3. Schritt: weiter teilen und vergleichen
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Suchen 7 4. Schritt: teilen und finden
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Suchen 8 Binärsuche: teilen und finden
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Suchen 9 int binsearchi(int v[], int n, int x, int *ind) int m, l, r; /* Mitte, links, rechts */ l = 0; /* links: 1. Element */ r = n - 1; /* rechts: letztes El. */ while(1) { if(r < l) return(0); /* kein Treffer */ m = l + ((r - l) / 2); /* Bereich halbieren */ if (v[m] == x) { /* Elem. x gefunden */ *ind = m; return(1); } if (v[m] > x) r = m - 1; /* Rechts weiter */ else l = m + 1; /* Links weiters */ } Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ
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Suchen 10 binsearchi.c - Binärsuche in int-Feld
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Suchen 11 binsearchs.c - Binärsuche in String-Feld
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