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=Log2(n/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

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

相关推荐

  • 描述计算机的组成及其功能

    CPU:计算器,控制器,寄存器内存输入输出设备

    Linux干货 2016-08-15
  • Vim和nano的区别

    Vim和nano的区别 Linux下有很多文本编辑器,其中系统(不管哪个分支)都会自带nano和vim这两个最基本的编辑器。vim相当于vim的升级版。今天将重点分析一下vim与nano的各自功能及区别。 1.nano 直接在命令行中敲入nano newfile即可打开文件或新建文件。 可以看到第一行反白介绍了nano的版本号以及被编辑的文件名称。接下来就是…

    2017-08-05
  • 推荐-LVS原理详解

    LVS原理详解 LVS原理详解 LVS简介 LVS结构与工作原理 一.LVS的结构 二.LVS内核模型 三.LVS的包转发模型 1.NAT模型: 2.DR模型: 3.TUN模型: 四.LVS的调度算法 LVS的调度算法分为静态与动态两类。 1.静态算法(4种):只根据算法进行调度 而不考虑后端服务器的实际连接情况和负载情况 2.动态算法(6种):前端的调度器…

    Linux干货 2016-03-27
  • 马哥教育网络班21期第10周课程练习

    1、请详细描述CentOS系统的启动流程(详细到每个过程系统做了哪些事情) POST加电自检—— 根据bios设定,顺序查找引导设备—— 读取引导设备MBR(共512字节,前446为bootloader,后64表示分区信息,后2表示bootloader有效性),加载bootloader程序—— 以grub为例,grub1.0阶段将零磁道一扇区加载到内存,gr…

    Linux干货 2016-10-24
  • bash脚本编程

    Linux脚本编程中bash常用的测试类型:                 整数测试:       -gt greater than  大于    …

    Linux干货 2016-08-18
  • 马哥教育网络班21期-第十周课程练习​

    1、请详细描述CentOS系统的启动流程(详细到每个过程系统做了哪些事情)流程顺序:POST(加电自检) –> BootSequence (BIOS) –> Bootloader(MBR) –> kernel(ramdisk) –> rootfs(只读方式) –> sw…

    Linux干货 2016-09-26