javascript資料結構與演算法---檢索演算法

龍恩0707發表於2015-04-03

查詢資料有2種方式，順序查詢和二分查詢。順序查詢適用於元素隨機排列的列表。二分查詢適用於元素已排序的列表。二分查詢效率更高，但是必須是已經排好序的列表元素集合。

一：順序查詢

順序查詢是從列表的第一個元素開始對列表元素逐個進行判斷，直到找到了想要的結果，或者直到列表的結尾都沒有找到想要找的元素。

程式碼如下：

function seqSearch(data,arr) {
    for(var i = 0; i < arr.length; ++i) {
        if(arr[i] == data) {
            return true;
        }
    }
    return false;
}

我們也可以返回匹配元素位置的順序查詢函式，程式碼如下：

function seqSearch(data,arr) {
    for(var i = 0; i < arr.length; ++i) {
        if(arr[i] == data) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

二：查詢最小值和最大值

在陣列中查詢最小值演算法如下：

1. 將陣列第一個元素賦值給一個變數，把這個變數作為最小值。

2. 開始遍歷陣列，從第二個元素依次同當前最小值進行比較。

3. 如果當前元素的數值小於當前最小值，則將當前元素設為新的最小值。

4. 移動到下一個元素，重複步驟3.

5. 當程式結束時，這個變數中儲存的就是最小值。

程式碼如下：

function findMin(arr) {
    var min = arr[0];
    for(var i = 1; i < arr.length; ++i) {
        if(arr[i] < min) {
            min = arr[i];
        }
    }
    return min;
}

查詢最大值演算法和上面最小值類似，先將陣列中第一個元素設為最大值，然後迴圈對陣列剩餘的每個元素與當前最大值進行比較，如果當前元素的值大於當前的最大值，則將該元素的值賦值給最大值。程式碼如下：

function findMax(arr) {
    var max = arr[0];
    for(var i = 1; i < arr.length; ++i) {
        if(arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }
    return max;
 }

三：二分查詢法。

如果你要查詢的資料是有序的，二分查詢演算法比順序查詢演算法效率更高。二分查詢演算法基本原理如下：

1. 將陣列的第一個位置設定為下邊界(0).

2. 將陣列的最後一個元素所在的位置設定為上邊界(陣列的長度減1)。

3. 若下邊界等於或小於上邊界，則做如下操作：

A. 將中點設定為(上邊界加上下邊界) 除以2.

B. 如果中點的元素小於查詢的值，則將下邊界設定為中點元素所在下標加1.

C. 如果中點的元素大於查詢的值，則將上邊界設定為中點元素所在下標減1.

D. 否則中點元素即為要查詢的資料，可以進行返回。

程式碼如下：

// 二分查詢演算法
function binSearch(data,arr) {
var lowerBound = 0;
    var upperBound = arr.length - 1;
    while(lowerBound <= upperBound) {
        var mid = Math.floor((upperBound + lowerBound)/2);
        if(arr[mid] < data) {
            lowerBound = mid + 1;
        }else if(arr[mid] > data) {
            upperBound = mid - 1;
        }else {
            return mid;
        }
    }
    return -1;
}
 // 快速排序
function qSort(list) {
    if(list.length == 0) {
        return [];
    }
    // 儲存小於基準值的值
    var left = [];
    // 儲存大於基準值的值
    var right = [];
    var pivot = list[0];
    for(var i = 1; i < list.length; i++) {
        if(list[i] < pivot) {
            left.push(list[i]);
        }else {
            right.push(list[i])
        }
    }
    return qSort(left).concat(pivot,qSort(right));
}
 // 測試程式碼
var numbers = [0,9,1,8,7,6,2,3,5,4];
var list = qSort(numbers);
console.log(binSearch(6,list));

四：計算重複次數；

當二分查詢演算法binSearch()函式找到某個值時，如果在資料集中還有其他相同的值出現，那麼該函式會定位在類似值附近，換句話說，其他相同的值可能會出現已找到值的左邊或者右邊。

那麼我們最簡單的方案是寫2個迴圈，一個同時對資料集向下遍歷或者向左遍歷，統計重複次數；然後，向上或向右遍歷，統計重複次數。程式碼如下：

// 計算重複次數
function count(data,arr) {
    var count = 0;
    var arrs = [];
    var position = binSearch(data,arr);
    if(position > -1) {
        ++count;
        arrs.push({"index":count});
        for(var i = position -1; i > 0; --i) {
            if(arr[i] == data) {
                ++count;
                arrs.push({"index":count});
            }else {
                break;
            }
        }
        for(var i = position + 1; i < arr.length; ++i) {
            if(arr[i] == data) {
                ++count;
                arrs.push({"index":count});
            }else {
                break;
            }
        }
    }
    return arrs;
}
 // 測試重複次數的程式碼
var arr = [0,1,1,1,2,3,4,5,6,7,8,9];
var arrs = count(1,arr);
console.log(arrs);
console.log(arrs.length);

如下圖所示：

javascript資料結構與演算法---檢索演算法

相關文章