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Java資料結構實現折半查詢的演算法過程解析

折半查詢技術,也就是二分查詢,通常稱為二分法查詢。它的前期是線性表中的記錄必須是關鍵碼有序(通常從大到小有序),線性表必須採用順序儲存、折半查詢的基本思想是:

取中間記錄作為比較物件,若給定值與中間記錄的關鍵字,則在中間記錄的關鍵字相等,則查詢成功;若給定值小於中間記錄的做半,去繼續查詢;若給定值大於中間記錄的關鍵字,則在中間記錄的右半區繼續查詢。不斷重複上述過程,直到查詢成功,或所有查詢區域無記錄,查詢失敗為止。

在文字排重中需要用到折半查詢,需要查詢一個數組中是否存在某個數。

演算法維護著一個上邊界hi,下邊界lo,使得要查詢的值可能存在此之間,例如,我們要查詢88這個數:

初始化資料狀態

Java資料結構實現折半查詢的演算法過程解析

下面圖文示意查詢88二分法的流程

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實現方式:

首先我們對要查詢的資料排好序,然後用遞迴呼叫的方式實現折半查詢,指定一個排好序的陣列和要查詢的值,同時指定左邊界和右邊界

/**
* 尋找排好陣列中的一個值
*
* @param array 要查詢的陣列
* @param value 查詢的值
* @param left 左邊界,這個值必須位於陣列長度區間內
* @param right 右邊界,這個值必須位於陣列長度區間內
* @return 找到的值在陣列中的位置,如果沒找到就返回-1
*
*/
static int binarySearch(int[] array,int value,int left,int right){
if(left>right){ //退出條件
 return -1; //沒有找到指定元素
}
int mid =(left + right) >>>1 ;//相當於mid=(left + right)/2
if(array[mid] == value){
 return mid;
}else if (array[mid] > value){
 //遞迴呼叫查詢左邊
 return binarySearch(array,value,left,mid-1); 

}else {
 //遞迴呼叫查詢右邊
 return binarySearch(array,mid+1,right);
}
}

用非遞迴的方法實現折半查詢

static int binarySearch(int[] array,int right){
 int low = left;//開始位置
 int high = right -1; //結束位置
 while(low <= high){
  int mid =(low + high)>>>1; //相當於mid = (low + right)/2
  int midVal = array[mid]; //取中間值
  if(midVal < value){ //中間值小於要查詢的關鍵字比較
   low = mid +1;
  }else if(midVal > value){ //中間值大於要查詢的關鍵字比較
   high = mid -1;
  }else {
   return mid; //查詢成功,返回找到的位置
  }
 }
 return -(low+1); //沒找到,返回負值
}

需要注意的是:折半查詢依賴於排好序的陣列。如果是一個沒有排好序的陣列,則不能使用折半查詢。首先需要排序處理。

以上就是本文的全部內容,希望對大家的學習有所幫助,也希望大家多多支援我們。