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在一個有序序列中查詢重複/不存在的數

阿新 • • 發佈：2018-12-27
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 * 查詢有序序列中 重複/不存在 的數演算法演示
 * 版權所有:http://www.cppblog.com/converse/*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>#define FUNC_IN()   printf("\nin  %s\n\n", __FUNCTION__)#define FUNC_OUT()  printf("\nout %s\n\n", __FUNCTION__)/* 生成一個長度為len的陣列, 其中array[i] = i(0<=i<len) */void generate_array(
int array[], int len);
    
/* 向長度為len的有序陣列中新增一個元素x(0<=x<len - 1), 同時保持原有陣列有序 */void add_to_array(int array[], int len, int x);

/* 刪除長度為len的有序陣列中的一個元素x(0<=x<len), 同時儲存原有陣列有序 */void del_from_array(int array[], int len, int x);

/* 列印一個數組 */void display_array(int array[], int len);

/* 查詢一個長度為len的有序陣列中哪個元素不存在 
*/int find_not_exist(int array[], int len);

/* 查詢一個長度為len的有序陣列中哪個元素重複了 */int find_duplicate(int array[], int len);

int main(int argc, char*argv[])
{
    int count =10;
    int*array = NULL;

    srand(time(NULL));

    if (argc ==2)
    {
        count = atoi(argv[1]);
    }

    /* 申請記憶體的時候多申請一個元素 */if ((array = (int*
)malloc((count +1) *sizeof(int))) == NULL)
    {
        printf("malloc error!\n");
        exit(-1);
    }

    /* 首先生成一個元素都是有序的整型陣列 */
    generate_array(array, count);

    display_array(array, count);

    /* 刪除其中的一個元素 */
    del_from_array(array, count, rand() % count);

    display_array(array, count);

    /* 查詢不存在的元素 */int x = find_not_exist(array, count);
    printf("the element not exist is %d\n", x);

    /* 把刪除的元素補上 */
    add_to_array(array, count +1, x);

    /* 新增一個重複的元素 */
    add_to_array(array, count +1, rand() % count);

    display_array(array, count +1);

    /* 查詢重複的元素 */
    printf("the element duplicate is %d\n", find_duplicate(array, count +1));

    free(array);

    return0;
}

void generate_array(int array[], int len)
{
    int i;

    for (i =0; i < len; ++i)
    {
        array[i] = i;
    }
}

void add_to_array(int array[], int len, int x)
{
    int i;

    /* 把[x + 1, len - 1]之間的元素右移一個位置 */for (i = x +1; i < len -1; ++i)
    {
        array[i +1] = i;
    }

    /* x + 1的位置儲存重複的x, 這樣陣列仍然是有序的 */
    array[x +1] = x;
}

void del_from_array(int array[], int len, int x)
{
    int i;

    /* 將[x, len)的元素向左移動一個位置 */for (i = x; i < len; ++i)
    {
        array[i] = i +1;
    }

    printf("del_from_array element is %d\n", x);
}

void display_array(int array[], int len)
{
    int i;

    printf("\n{ ");
    for (i =0; i < len; ++i)
    {
        printf("%d ", array[i]);
    }

    printf("}\n");
}

int find_not_exist(int array[], int len)
{
    FUNC_IN();

    int left, right, pos, count;

    for (left =0, right = len -1, count =1; left <= right; count++)
    {
        pos = (left + right) /2;

        printf("[%d] left = %d, pos = %d, right = %d\n", count, left, pos, right);

        /*
         * 如果array[pos] != pos, 那麼不存在的元素一定在[left, pos - 1]之間
         */if (array[pos] != pos)
        {
            right = pos -1;
        }
        else
        {
            left = pos +1;
        }
    }

    FUNC_OUT();

    /* left之前的元素都是存在的 */return left;
}

int find_duplicate(int array[], int len)
{
    /*
     * find_not_exist()函式的返回值表示在它之前的元素都是正確的, 
     * 因此這個返回位置就是有重複的元素位置 + 1, 於是要減去1
     * */return find_not_exist(array, len) -1;
}

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