顺序查找与折半查找(Java)

简介: 从表中最后一个记录开始,逐个进行记录的关键字和给定值的比较,若某个记录的关键字和给定值比较相等,则查找成功,找到所查记录;反之,若直值第一个记录,其关键字和给定值比较都不想等,则表明表中没有所查记录,查找失败。

一、顺序查找


顺序查找:



从表中最后一个记录开始,逐个进行记录的关键字和给定值的比较,若某个记录的关键字和给定值比较相等,则查找成功,找到所查记录;反之,若直值第一个记录,其关键字和给定值比较都不想等,则表明表中没有所查记录,查找失败。


代码实现:


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef int ElemType;
#define EQ(a, b) ((a)==(b))
int sequential(int array[], ElemType key, int n)
{
  int index;
  for(index = 0; index < n; index++){
  if(EQ(array[index],key))  
    return index + 1;
  } 
  return -1;
}
int main(void)
{
  ElemType array[] = {1, 4, 5, 2, 7, 8, 3};
  int length = sizeof(array);
  printf("the index you search is %d.\n", sequential(array, 5, length));
  return 0;
}


备注:查找速度慢,平均查找长度为 (n + 1) / 2,时间复杂度为 O(n) 。


二、二分查找(折半查找)


折半查找:


 首先需要要查找的序列是有序的(下面的讨论基于递增有序)。


假设Array[start , ... , end]为当前的查找区间,首先确定该区间的中间位置,即mid = (start + end) / 2;


然后将待查找的k值与Array[mid]做比较,此时有三种情况:


第一,若k = Array[mid]。则查找成功,返回mid即为查找到的位置;

第二,若k > Array[mid]。则说明k值在Array序列的右半边,此时的查找序列将变为Array[mid+1, ... , end];

第三,若k < Array[mid]。则说明k值在Array序列的左半边,此时的查找序列将变为Array[start, ... , mid-1]。

不断地递归进行下去,直到区间的长度小于1时查找结束。


代码实现:


public class BinaryFind {
  public BinaryFind() {
  // TODO Auto-generated constructor stub
  }
  public int binary_find_1(int array[],int start,int end,int k){    //折半查找的递归实现
  int find_index = -1;    //初始查找位置为-1,即代表查找失败
  if (start <= end) {    //如果区间长度大于等于1
    int mid_index = (start + end)/2;    //首先确定区间的中间位置
    if (array[mid_index] == k) {    //将要查找的k值与区间中间位置值进行比较
    return mid_index;    //k值与区间中间位置值相等,返回中间位置下标,查找成功
    }else if(k > array[mid_index]){    //k值比中间位置值大,在右半边继续递归查找
    return binary_find_1(array,mid_index+1,end,k);
    }else {    //k值比中间位置值小,在左半边继续递归查找
    return binary_find_1(array,start,mid_index-1,k);
    }
  }
  return find_index;
  }
  public int binary_find_2(int array[],int start,int end,int k){    //折半查找的循环实现
  int find_index = -1;
  while (start <= end) {
    int mid_index = (start + end)/2;
    if (array[mid_index] == k) {
    return mid_index;
    }else if(k > array[mid_index]){
    start = mid_index + 1;
    }else {
    end = mid_index - 1;
    }
  }
  return find_index;
  }
  public static void main(String[] args) {
  int[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  BinaryFind binaryFind = new BinaryFind();
  System.out.println(""+binaryFind.binary_find_2(array,0,9,5));
  }
}

备注:对于有n个记录的查找便进行折半查找的时间复杂度为O(logn)。


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