演算法-查詢(線性、二分、插值、斐波那契)

千酒發表於2020-10-04

線性查詢

按順序查詢,找到了則返回下標

【程式碼】

public class SeqSearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr ={1,5,2,6,3,8,9};
        int value = 0;
        for (int i = 0; i < arr.length; i++){
            if (value == arr[i]){
                System.out.println("找到了,下標為:" + i);
                return;
            }
        }
        System.out.println("沒有找到");
    }
}

二分查詢

也叫折半查詢
是對有序陣列進行查詢。

在這裡插入圖片描述【程式碼】

public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,8,8, 9};
        int i = binarySearch(arr, 0, arr.length - 1, 8);
        System.out.println(i);
    }

    public static int binarySearch(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
        // 遞迴完整個陣列,但沒有找到
        if (left > right) {
            return -1;
        }
        //獲取中間值
        int mid = (left + right) / 2;
        int midVal = arr[mid];

        if (findVal > midVal){//向右遞迴
            return binarySearch(arr,mid+1,right,findVal);
        }if(findVal < midVal){//向左遞迴
            return binarySearch(arr,left,mid-1,findVal);
        }else {//找到
            return mid;
        }
    }
}

【優化】返回多個下標

	//返回多個下標
    public static List<Integer> binarySearchs(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
        // 遞迴完整個陣列,但沒有找到
        if (left > right) {
            return new ArrayList<Integer>();
        }
        //獲取中間值
        int mid = (left + right) / 2;
        int midVal = arr[mid];

        if (findVal > midVal){//向右遞迴
            return binarySearchs(arr,mid+1,right,findVal);
        }if(findVal < midVal){//向左遞迴
            return binarySearchs(arr,left,mid-1,findVal);
        }else {//找到
            List<Integer> indexList = new ArrayList<Integer>();
            //向mid索引值左邊掃描
            int temp = mid - 1;
            while (true){
                if (temp < 0 || arr[temp] != findVal){//退出
                    break;
                }
                indexList.add(temp);
                temp -= 1;//左移
            }
            indexList.add(mid);
            //向mid索引值右邊掃描
            temp = mid + 1;
            while (true){
                if (temp > arr.length -1 || arr[temp] != findVal){
                    break;
                }
                indexList.add(temp);
                temp += 1;
            }
            return indexList;
        }
    }

插值查詢

插值查詢演算法類似於二分查詢,不同的是插值查詢每次從自適應mid處開始查詢。
int mid = left+(right–left)*(findVal–arr[left])/(arr[right]–arr[left])

注意事項
1、對於資料量較大,關鍵字分佈比較均勻的查詢表來說,採用插值查詢,速度較快.
2、關鍵字分佈不均勻的情況下,該方法不一定比折半查詢要好

【程式碼】

public class InsertValueSearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
        int i = insertValueSearch(arr, 0, arr.length - 1, 2);
        System.out.println(i);
    }
    public static int insertValueSearch(int[] arr,int left,int right,int findVal){
        //findVal < arr[0] || findVal > arr[arr.length-1] 是必要的
        //防止 mid 越界
        if (left > right || findVal < arr[0] || findVal > arr[arr.length-1]){
            return -1;
        }
        //自適應
        int mid = left + (right - left) * (findVal - arr[left]) / (arr[right] - arr[left]);
        int midVal = arr[mid];
        if (findVal > midVal){
            return insertValueSearch(arr,mid+1,right,findVal);
        }else if(findVal < midVal){
            return insertValueSearch(arr,left,mid-1,findVal);
        }else {
            return mid;
        }

    }
}

斐波那契查詢

也叫 黃金分割法查詢

待續。。。。。

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