C语言算法(二分查找、文件读写)
二分查找
前提条件:数据有序,随机访问
#include <stdio.h>int binary_search(int arr[],int n,int key);int main(void) {}int search(int arr[],int left,int right,int key) {//边界条件if(left > right) return -1;//int mid = (left + right) / 2;//防止溢出int mid = left + ((right - left) >> 1);if(key < arr[mid]) {return search(arr,left,mid - 1,key);}else fi(key > arr[mid]) {return search(arr,mid + 1,right,key);}else {return mid;}
}
//递归
int binary_search(int arr[],int n,int key) {return search(arr,0,n-1,key);
}
//循环
int binary_search(int arr[]],int n,int key) {if(n == 0) return -1;int left = 0,right = n-1;while(left <= right) {int mid = left + ((right - left) >> 1);if(key < arr[mid]) {right = mid - 1;}else if(key > arr[mid]) {left = mid + 1 ;}else {return mid;}}return -1;
}
二分查找的局限性
(1)二分查找依赖顺序表的结构,需要你有序性
(2)二分查找针对的是有序数据
(3)数据量太小没必要进行二分查找;
a)二分查可以减少比较操作;
b)比较操作很耗时
(4)数据量太大也不适合二分查找
(5)动态数据也不适合二分查找
(6)动态数据查找:平衡二叉树,哈希表二分查找变种
(1)查找第一个与key值相同的元素
(2)查找最后一个与key值相同的元素
(3)查找最后一个小于等于key值的元素
(4)查找第一个大于等于key值的元素
//查找第一个与key值相同的元素
int binary_search1(int arr[],int n,int key) {int left = 0,right = n - 1;while(left <= right) {int mid = left + ((right-left) >> 1);if(key < arr[mid]) {right = mid - 1;}else if(key > arr[mid]) {left = mid + 1;}else {if(mid == left || arr[mid - 1] < key) {return mid;}right = mid - 1;}}return -1;
}
//查找最后一个与key值先沟通呢房的人元素
//查找最后一个小于等于key值的元素
int binary_search2(int arr[],int n,int key) {int left = 0,right = n - 1;while(left <= right) {int mid = left + ((right-left) >> 1);if(arr[mid] > key) {right = mid - 1;}else {if(mid == right || arr[mid + 1] > key) {return mid;}left = mid +1;}}return -1;
}
文件
流:表示任意输入的源或输出的目的地
文件缓冲
缓冲区的分类:
满缓冲区:当缓冲区空的时候才会向缓冲区中写入数据,当缓冲区满的时候才会从缓冲区中读取数据
行缓冲区:每次从输入流中读取一行数据,每次也只会从缓冲区中被输出流读取一行数据
无缓冲区:不会进行缓冲,数据直接写到我们的目标文件内之中
刷新缓冲区
ffluh
:刷新输出流中的数据到实际中的文件中去
标准流
在c语言中流对应的数据类型是—>FILE结构体
使用FILE*表示一个流
其中回从出流的起始位置,目前流读取到的位置
这三个标准流可以直接使用,使用完毕之后也不需要关闭
stdin
:标准输入流,一般将其和键盘关联起来
stdout
:标准输出流,一般将其和显示器关联起来
stderr
:标准错误流,一般将其哦和显示器关联起来
文本文件和二进制文件
打开之后可以看得懂的就是文本文件,存储的是字符数据
打开之后看不懂的就是二进制文件,存储的是二进制形式数据
文本文件有两个特殊的性质:
(1)文本文件有行的概念,二进制文件没有行的概念【Linux中换行\n
,windows中换行\r
/\n
】
(2)文本文件可能包含一个特殊的文件末尾:EOF
【windows中表示文件末尾\x1a
(使用快捷键ctrl + z
可以向输入流中输入一个结尾字符)】
文本文件存储数据:优点:方便人类阅读和编辑;缺点:占用空间大
二进制文件存储数据:缺点:人类看不懂,不方便编辑;优点:占用空间小
打开文件和关闭文件
fopen
打开文件
filename
:文件路径
mode
:打开文件的方式
文件路径分为绝对路径(从根目录,盘符开始,一致到文件所在的位置)和相对路径(从当前工作目录开始,一致到文件所在的位置)
打开方式:
r
(rt
)—>read
只读,要求文件事先存在;
w
(wt
)—>write
只写模式,不要求文件存在,如果文件存在,写之前会清空原文件内容;
a
(at
)—>append
追加不要求文件存在,如果文件存在,不会清空源文件的内容
r+
(rb+
)—>可读可写,要求文件存在,如果写数据会清空数据
w+
(wb+
)—>可读可写,不要求文件存在
a+
(ab+
)—>可读可写,不要求文件存在,不会清空原有数据
以上方法用于读写文本文件,读写二进制文件为rb
,wb
,ab
,rb+
,wb+
,ab+
fclose
:关闭文件
如果成功关闭返回0;否则返回EOF
文件的读写
文本文件的读写
fgetc
:一次读一个字符, 可以从任意输入流中读数据
fputc
:一次写一个字符,可以将数据写到任意的输出流中
fgets
:一次读取一行,读到换行符为止,可以从任意的流中读取字符串
fputs
:把一个字符串写入到一个输出流中
fscanf
:用格式化的方式将数据从标准输入流stdin中读入
fprintf
:用格式化的方式将数据写到stdout标准输出流中
从stream流中读取最多count个数据到str中,遇到换行符就停止读入,会将存储数据的st指针返回回来,如果失败会返回空指针
将str字符串写出到输出流stream中
#define _CRT_SECURE_NO_WARINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 100
int main(int argc,char *argv[]) {if(argc != 3) {fprintf(stderr,"Invalid arguments.\n");//向stderr错误输出流中输入错误信息exit(1);}FILE* src = fopen(argv[1],"r");//打开文件if(src == NULL) {printf("Error:open %s failed.\n",argv[1]);exit(1);}FILE* dest = fopen(argv[2],"w");if(dest == NULL) {printf("Error:open %s failed.\n",argv[2]);fclose(src);exit(1);}//读写数据//每次读取字符//int ch;//while((ch = fgetc(src) != EOF)) {// fputc(ch,dest);//将字符写入dest流中//}//读写一行数据char buf[N];while(fgets(buf,N,src) != NULL) {fputs(buf,dest);}//关闭流fclose(src);fclose(dest);return 0;
}
#include <stdio.h>typedef struct student_s{int number;char name[25];int chinese;int math;int english;
}Student;int main(void) {//序列化:把内存中的对象持久化(格式:文本格式)xml,json存在磁盘中Student s = {1,"xixi",100,100,100};FILE* fp = fopen("student.dat","w");if(fp == NULL) {fprintf(stderr,"Error:open student.dat failed.\n");exit(1);}fprintf(fp,"%d %s %d %d %d\n",s.number,s.name,s.chinese,s.math,s.english);fclose(fp);//反序列化:把持久化的数据加载到内存,斌生产对应的对象FILE* fp = fopen("student.dat","r");if(fp == NULL) {fprintf(stderr,"Error:open student.dat failed.\n");exit(1);}Student s;fscanf(fp,"%d%s%d%d%D",&s.number,&s.name,&s.chinese,&s.math,&s.english);fclose(fp);return 0;
}
二进制文件的读写
buffer
:把文件中的数据读到buffer中
size
:每个元素的大小
count
:表示又多少个元素
stream
:需要从那个数据流中读取数据
返回值是成功读入数据的个数
buffer
:内存中的对象,我们要将内存buffer中的数据写入到文件中
size
:每个对象的大小
count
:要写的对象的数量
stream
:要写到的目标输出流
返回值是成功写出对象的个数, 一般情况下返回值和count值是相同的
#define _CRT_SECURE_NO_WARINGS
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 4096
int main(int argc,char *argv[]) {if(argc != 3) {fprintf(stderr,"Invalid arguments.\n");//向stderr错误输出流中输入错误信息exit(1);}FILE* src = fopen(argv[1],"rb");//打开文件if(src == NULL) {printf("Error:open %s failed.\n",argv[1]);exit(1);}FILE* dest = fopen(argv[2],"wb");if(dest == NULL) {printf("Error:open %s failed.\n",argv[2]);fclose(src);exit(1);}//读写数据char buf[4096]; int n;//读入数据的个数while((n = fread(buf, 1, N, src)) != 0) {//从src中的数据读入到buf中fwrite(buf, 1, n, dest);//将src中的数据写入到dest中去}//关闭流fclose(src);fclose(dest);return 0;
}
//二进制形式序列化
#include <stdio.h>typedef struct student_s{int number;char name[25];int chinese;int math;int english;
}Student;int main(void) {//序列化:把内存中的对象持久化(格式:文本格式)xml,json存在磁盘中Student s = {1,"xixi",100,100,100};FILE* fp = fopen("student.dat","wb");if(fp == NULL) {fprintf(stderr,"Error:open student.dat failed.\n");exit(1);}fwrite(&s,sizeof(s),1,fp);fclose(fp);//反序列化:把持久化的数据加载到内存,斌生产对应的对象FILE* fp = fopen("student.dat","rb");if(fp == NULL) {fprintf(stderr,"Error:open student.dat failed.\n");exit(1);}Student s;fread(&s,sizeof(s),1,fp);fclose(fp);return 0;
}
文件定位
查找文件中对应的位置,可以改变读写指针位置
int fseek(FILE* stream,long int offset,int whence)
offset
:以字节为单位计算偏移量
whence
:参照点【whence
取值:(1)SEEK_SET
:文件的起始位置;(2)SEEK_CUR
:文件的当前位置;(3)SEEK_END
:文件的末尾位置】
移动到文件的开始:fseek(stream,0L,SEEK_SET);
<==>rewind(stream);
往回移动10个字节:fseek(stream,-10L,SEEK_CUR);
移动到文件的末尾:fseek(stream,0L,SEEK_END);
打印当前文件的位置(相对于SEEK_SET而言)
long ftell(FILE* stream)
可以将处于任意读写位置的指针指向开始位置
void rewind(FILE* stream)
#include <stdio.h>typedef struct student_s{int number;char name[25];int chinese;int math;int english;
}Student;int main(void) {//序列化:把内存中的对象持久化(格式:文本格式)xml,json存在磁盘中Student s = {1,"xixi",100,100,100};FILE* fp = fopen("student.dat","wb+");if(fp == NULL) {fprintf(stderr,"Error:open student.dat failed.\n");exit(1);}fwrite(&s,sizeof(s),1,fp);//反序列化:把持久化的数据加载到内存,斌生产对应的对象Student s1;rewind(fp);//重定向文件位置 <==>fseek(fp,0L,SEEK_SET)fread(&s1,sizeof(s1),1,fp);fclose(fp);return 0;
}
错误处理
如果数值计算、文件读写发生错误,系统调用(sysytem call)会把errno设置为对应的值
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#inlcude <math.h>int main(void) {printf("%d\n",errno);//0printf("%s\n",strerror(errno));//No errorperror("Error");// Error:No errorlog(0,0);printf("%d\n",errno);//34printf("%s\n",strerror(errno));// Result too largeperror("Error");//Error: Result too large//虽然errnno可以告诉我们发生错误的系统的调用返回的值,但是我们很难去确定齐放回的数值表示什么含义我们可以使用strerror(errno)打印其字符串表达return 0;
}
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