查找 -数据结构

几种查找算法:顺序查找,折半查找,分块查找,散列表

一、顺序查找的基本思想:

 从表的一端开始,向另一端逐个按给定值kx 与关键码进行比较,若找到,查找成功,并给出数据元素在表中的位置;若整个表检测完,仍未找到与kx 相同的关键码,则查找失败,给出失败信息。

说白了就是,从头到尾,一个一个地比,找着相同的就成功,找不到就失败。很明显的缺点就是查找效率低。

【适用性】:适用于线性表的顺序存储结构和链式存储结构。

平均查找长度=(n+1)/2.

【顺序查找优缺点】:

缺点:是当n 很大时,平均查找长度较大,效率低;

优点:是对表中数据元素的存储没有要求。另外,对于线性链表,只能进行顺序查找。

二、有序表的折半查找基本思想:

在有序表中,取中间元素作为比较对象,若给定值与中间元素的关键码相等,则查找成功;若给定值小于中间元素的关键码,则在中间元素的左半区继续查找;若给定值大于中间元素的关键码,则在中间元素的右半区继续查找。不断重复上述查找过程,直到查找成功,或所查找的区域无数据元素,查找失败。

【步骤】

① low=1;high=length; // 设置初始区间
② 当low>high 时,返回查找失败信息// 表空,查找失败
③ low≤high,mid=(low+high)/2; //确定该区间的中点位置
      a. 若kx<tbl.elem[mid].key,high = mid-1;转② // 查找在左半区进行
      b. 若kx>tbl.elem[mid].key,low  = mid+1; 转② // 查找在右半区进行
      c. 若kx=tbl.elem[mid].key,返回数据元素在表中位置// 查找成功

有序表按关键码排列如下:

7,14,18,21,23,29,31,35,38,42,46,49,52

在表中查找关键码为14 的数据元素:

11.jpg

 【算法实现】

int Binary_Search(ElemType a[], ElemType kx, int length)  
    {  
    int mid,low,high, flag = 0;  
    low = 0; high = length;                   /* ①设置初始区间*/  
    while(low <= high)                        /* ②表空测试*/  
    {    /* 非空,进行比较测试*/  
        mid = (low + high)/2;                /* ③得到中点*/  
        if(kx < a[mid]) high = mid-1;        /* 调整到左半区*/  
        else if(kx > a[mid]) low = mid+1;    /* 调整到右半区*/  
        else {                                /* 查找成功,元素位置设置到flag 中*/  
            flag=mid;  
            break;  
        }                          
    }  
    return flag;  
}

【性能分析】

平均查找长度=Log2(n+1)-1

 从折半查找过程看,以表的中点为比较对象,并以中点将表分割为两个子表,对定位到的子表继续这种操作。所以,对表中每个数据元素的查找过程,可用二叉树来描述,称这个描述查找过程的二叉树为判定树。

                                             12.jpg

                                                  (7,14,18,21,23,29,31,35,38,42,46,49,52)折半查找的判定树

可以看到,查找表中任一元素的过程,即是判定树中从根到该元素结点路径上各结点关键码的比较次数,也即该元素结点在树中的层次数。对于n 个结点的判定树,树高为k,则有2k-1 -1<n≤2k-1,即k-1<log2(n+1)≤k,所以k= 。因此,折半查找在查找成功时,所进行的关键码比较次数至多为。

接下来讨论折半查找的平均查找长度。为便于讨论,以树高为k 的满二叉树(n=2k-1)为例。假设表中每个元素的查找是等概率的,即Pi= ,则树的第i 层有2i-1 个结点,因此,折半查找的平均查找长度为:

                                                       13.jpg

所以,折半查找的时间效率为O(log2n)。

注:

虽然折半查找的效率高,但是要将表按关键字排序。而排序本身是一种很费时的运算,所以二分法比较适用于顺序存储结构。为保持表的有序性,在顺序结构中插入和删除都必须移动大量的结点。因此,折半查找特别适用于那种一经建立就很少改动而又经常需要查找的线性表。

三、分块查找(索引查找)的基本思想:

分块查找又称索引顺序查找,是对顺序查找的一种改进。分块查找要求将查找表分成 若干个子表,并对子表建立索引表,查找表的每一个子表由索引表中的索引项确定。索引 项包括两个字段:关键码字段(存放对应子表中的最大关键码值) ;指针字段(存放指向对 应子表的指针) ,并且要求索引项按关键码字段有序。查找时,先用给定值kx 在索引表中 检测索引项,以确定所要进行的查找在查找表中的查找分块(由于索引项按关键码字段有序,可用顺序查找或折半查找) ,然后,再对该分块进行顺序查找。

如关键码集合为:

                           (22,12,13,9,20,33,42,44,38,24,48,60,58,74,49,86,53)

按关键码值31,62,88 分为三块建立的查找表及其索引表如下:

                              14.jpg


设表共n个结点,分b块,s=n/b

(分块查找索引表)平均查找长度=Log2n/s+1+s/2

(顺序查找索引表)平均查找长度=(S2+2S+n)/(2S)

注:

分块查找的优点是在表中插入或删除一个记录时,只要找到该记录所属块,就在该块中进行插入或删除运算(因块内无序,所以不需要大量移动记录)。它主要代价是增加一个辅助数组的存储控件和将初始表分块排序的运算。

它的性能介于顺序查找和二分查找之间。

转自:http://blog.csdn.net/hguisu/article/details/7776091

原创文章,作者:s19930811,如若转载,请注明出处:http://www.178linux.com/2764

(0)
s19930811s19930811
上一篇 2015-07-27 23:01
下一篇 2015-07-28 09:35

相关推荐

  • 抵御DDOS攻击,iptables限制TCP连接和频率

    cc攻击一到就有点兵临城下的感觉,正确的设置防护规则可以做到临危不乱,这里给出一个iptables对ip进行连接频率和并发限制,限制单ip连接和频率的设置规则的介绍 #单个IP在60秒内只允许新建20个连接,这里假设web端口就是80, iptables -I  INPUT -i eth1 -p tcp -m tcp –dpo…

    系统运维 2016-05-08
  • 以水浒为例解释文件权限

    关于文件权限的内容学起来比较绕,稍不注意就会把自己绕晕,这时候不如找一个例子来记忆,这样记起来比较容易而且还会记忆深刻,接下来就以水浒为例解释下关于文件权限方面的内容 桃园三结义,兄弟三人组成一个组,选刘备当大哥,兄弟三人都在这个组里 兄弟三人还是居无定所的,要给刘关张兄弟三人造个房子,给兄弟三人一个容身之所,而且给兄弟三人一人一个房间   但建好…

    2017-07-30
  • 包管理之包查询,包校验,rpm数据库.yum的详细用法及说明

    一.概述 包查询 rpm {-q|–query} [select-options] [query-options] [select-options] -a: 所有包 -f: 查看指定的文件由哪个程序包安装生成 -p rpmfile:针对尚未安装的程序包文件做查询操作; –whatprovides CAPABILITY:查询指定的CAP…

    Linux干货 2016-08-30
  • OSI模型与TCP/IP协议栈

         OSI模型:     使用OSI模型的意义:      简化教学     加快发展速度     确保技术的互操作性     简化模块化设计  &nbs…

    2017-08-20
  • Linux不同发行版之间的联系与区别

    Linux发行版有商业版、社区版两类。两者的共同点都是GNU/Linux发行版,区别在于商业版是由商业公司维护,社区版是社区组织维护。由于linux发行版都要遵循GPL协定,任何人都有使用、共享、修改软件源代码的自由,所以商业版的收入主要来自向企业提供支持服务,它的软件基本都是免费的。

    Linux干货 2018-03-04