数据结构查找

简介: 数据结构查找

查找算法的效率评价

查找成功的ASL

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查找失败的ASL

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顺序查找

  1. 算法思路:从头到尾或者从尾到头,逐个元素与哨兵比较
  2. 算法实现:引入0位置为哨兵可以减少一次越界判断;加入哨兵在第0的位置并存放要查找的元素,顺序查找的时候从后往前查找,所以就不用进行越界判断
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  3. ==无论如何优化都是O(n)==

折半查找

  1. 算法实现:
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  2. 缺点:要有序顺序表(链表不合适呀)
  3. ==时间复杂度:log2n==

查找判定树

  1. 构造
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  2. 特性:
    折半查找的判定树是平衡的二叉排序树
    只要表中的关键字个数相同,就一定会生成形状相同的判定树
    只有最下面一层不满
    若有n个关键字,就要n+1个查找失败结点

分块查找

  1. 算法思想:
    索引表中保存每块的最大关键字和分块存储空间
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    块内无序,块间有序
    **先在索引表中索引分块(可顺序,可折半)
    然后在块内顺序查找**
  2. 性能分析:
    ASL=查找索引表的ASL+查找分块的ASL

散列表

  1. 概念:
    关键字通过hash函数与存储地址直接相关
    不同关键字映射到同一个地址,这些关键字就是同义词
    同义词的冲突叫冲突。
    聚集(堆积):非同义词的冲突
    装填因子(负载因子):表中记录数/散列表的长度;降低装填因子来减少冲突;直接影响散列表的查找效率(ASL)。
    散列表中,ASL平均查找长度与装填因子直接相关,查找效率不依赖已有表项数目或表长。
  2. 处理冲突的方法

拉链法:

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所有的同义词存储在同一个链表中
ASL:
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对空节点的查找次数是0
冲突越多,查找效率越低,理想情况下时间复杂度可以是o(1)
链地址法不会产生堆积现象

开放地址法

线性探测法:

  1. 查找:
    同义词和非同义词都要被检查;
    空位置的判断也算作一次比较;
    越早遇到空位就越早确定查找失败。
  2. 过程:
    hash一下后,一个一个往后查,查到空则停,但空位置也算一次比较
  3. 删除
    不能简单地直接将被删除空间设置为空,否则会截断在它之后填入的同义词结点的查找路径,可以做一个“删除标记”进行删除标记
  4. 缺点
    同义词与非同义词之间的冲突很容易造成聚集现象,影响查找效率
  5. ASL
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平方探测法

  1. 过程
    先hash一下,然后左右跳跃的查找,查到空则停。
    在这里插入图片描述
  2. 优点
    相比于线性探测更加不会产生聚集现象

再散列法

  1. 除了原始散列函数之外,多准备几个散列函数,当散列函数冲突时,用下一个散列函数计算一个新的地址,知道不冲突为止

伪随机序列法

  1. di是一个伪随机数

拉链法和开放地址法的ASL计算:
ASL成功=(每个成功元素比较次数和)/元素个数
ASL失败=(每次hash失败比较次数和)/m
注意 :

  1. 拉链法的空不算比较次数,但开放地址的空还算一次比较次数(而且开放地址到空才停止)
  1. 失败的比较次数注意范围,到%m就可以了,因为%m后面不是每次hash能hash到的,只是散列表的长度而已。

    1. 分母m是模的值
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