七大查找算法

七大查找算法

1 顺序查找

//顺序查找

int SequenceSearch(int a[], int value, int n)

{

int i;

for(i=0; i

if(a[i] == value)

return i;

return -1;

}

2 二分查找

//二分查找(折半查找),版本1

int BinarySearch1(int a[], int value, int n)

{

int low, high, mid;

low = 0;

high = n-1;

while(low<=high)

{

mid = (low+high)/2;

if(a[mid]==value)

return mid;

if(a[mid]>value)

high = mid-1;

if(a[mid]

low = mid+1;

}

return -1;

}

//二分查找,递归版本

int BinarySearch2(int a[], int value, int low, int high)

{

int mid = low+(high-low)/2;

if(a[mid]==value)

return mid;

if(a[mid]>value)

return BinarySearch2(a, value, low, mid-1);

if(a[mid]

return BinarySearch2(a, value, mid+1, high);

}

3 插值查找(二分法的改进)

在介绍插值查找之前,首先考虑一个新问题,为什么上述算法一定要是折半,而不是折四分之一或者折更多呢?

打个比方,在英文字典里面查“apple”,你下意识翻开字典是翻前面的书页还是后面的书页呢?如果再让你查“zoo”,你又怎么查?很显然,这里你绝对不会是从中间开始查起,而是有一定目的的往前或往后翻。

同样的,比如要在取值范围1 ~ 10000 之间 100 个元素从小到大均匀分布的数组中查找5, 我们自然会考虑从数组下标较小的开始查找。

经过以上分析,折半查找这种查找方式,不是自适应的(也就是说是傻瓜式的)。二分查找中查找点计算如下:

mid=(low+high)/2, 即mid=low+1/2(high-low);

通过类比,我们可以将查找的点改进为如下:

mid=low+(key-a[low])/(a[high]-a[low])(high-low),

也就是将上述的比例参数1/2改进为自适应的,根据关键字在整个有序表中所处的位置,让mid值的变化更靠近关键字key,这样也就间接地减少了比较次数。

基本思想:基于二分查找算法,将查找点的选择改进为自适应选择,可以提高查找效率。当然,差值查找也属于有序查找。

注:对于表长较大,而关键字分布又比较均匀的查找表来说,插值查找算法的平均性能比折半查找要好的多。反之,数组中如果分布非常不均匀,那么插值查找未必是很合适的选择。

复杂度分析:查找成功或者失败的时间复杂度均为O(log2(log2n))。

//插值查找

int InsertionSearch(int a[], int value, int low, int high)

{

int mid = low+(value-a[low])/(a[high]-a[low])*(high-low);

if(a[mid]==value)

return mid;

if(a[mid]>value)

return InsertionSearch(a, value, low, mid-1);

if(a[mid]

return InsertionSearch(a, value, mid+1, high);

}

4 斐波那契查找(二分法的改进)

int mid=low+F[k-1]-1;

#include

#include

using namespace std;

const int max_size=20; //斐波那契数组的长度

/*构造一个斐波那契数组*/

void Fibonacci(int * F){

F[0]=0;

F[1]=1;

for(int i=2;i

F[i]=F[i-1]+F[i-2];

}

/*定义斐波那契查找法*/

//a为要查找的数组,n为要查找的数组长度,key为要查找的关键字

int FibonacciSearch(int *a, int n, int key){

int low=0;

int high=n-1;

int F[max_size];

Fibonacci(F);//构造一个斐波那契数组F

int k=0;

while(n>F[k]-1)//计算n位于斐波那契数列的位置

++k;

int *temp;//将数组a扩展到F[k]-1的长度

temp=new int [F[k]-1];

memcpy(temp, a, n*sizeof(int));

for(int i=n;i

temp[i]=a[n-1];

while(low<=high){

int mid=low+F[k-1]-1;

if(key

high=mid-1;

k-=1;

}

else if(key>temp[mid]){

low=mid+1;

k-=2;

}

else{

if(mid

return mid; //若相等则说明mid即为查找到的位置

else

return n-1; //若mid>=n则说明是扩展的数值,返回n-1

}

}

delete []temp;

return -1;

}

void test(){

int a[] = {0,16,24,35,47,59,62,73,88,99};

int key = 100;

int index = FibonacciSearch(a, sizeof(a)/sizeof(int), key);

cout << key << " is located at: " << index << endl;

}

int main(){

test();

return 0;

}

5 树表查找(比较难,文件系统)

二叉查找树性质:对二叉查找树进行中序遍历,即可得到有序的数列。

基于二叉查找树进行优化,进而可以得到其他的树表查找算法,如平衡树、红黑树等高效算法。

6 分块查找(类似字典)

分块查找又称索引顺序查找,它是顺序查找的一种改进方法。

算法思想:将n个数据元素"按块有序"划分为m块(m ≤ n)。每一块中的结点不必有序,但块与块之间必须"按块有序";即第1块中任一元素的关键字都必须小于第2 块中任一元素的关键字;而第2块中任一元素又都必须小于第3块中的任一元素,……

算法流程:

step1 先选取各块中的最大关键字构成一个索引表;

step2 查找分两个部分:先对索引表进行二分查找或顺序查找,以确定待查记录在哪一块中;然后,在已确定的块中用顺序法进行查找

7 哈希查找(以空间换时间 的算法)

哈希查找,又称哈希搜索,是一种通过哈希表来进行查找的数据结构算法。哈希表(Hash table)是一种用于快速查找的数据结构,它通过哈希函数将关键字映射到表的一个位置上,以便进行快速查找。

算法思路:

1、先将序列映射到hash表中

2、查找时,先找到对应的hash表,然后顺序查找

参考文件

https://www.cnblogs.com/maybe2030/p/4715035.html#top

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