小白懂演算法之二分查詢
阿新 • • 發佈:2020-11-12
最近重頭刷各種演算法,發現自己遺忘了好多;趕緊刷了幾道來鞏固下記憶,也順便簡單做一個分享,希望能幫到一些小夥伴吧!
一.簡介
二分查詢是一種查詢元素效率特別高的查詢演算法,也稱“折半演算法”。
二.前提
二分查詢最重要的一個前提條件是 要查詢的集合或者序列 必須是 有序的
三.查詢的流程
二分查詢的流程:
1).確定一個查詢值
2).找出序列裡面中間的值
3).比較查詢值和中間值,兩種結果:
》相同,值找到了
》不相同,縮小1/2的的範圍,重複2).3)的步驟
四.圖解(圖片來源百度)
五.程式碼實現
天上飛的理念,終歸得有地上的實現。不然就是在吹水了,語言的話使用Java來實現,這裡採用兩種方式:遞迴和while迴圈。
遞迴實現二分查詢
/** * 使用遞迴實現二分查詢 * @param sortedArr:查詢的有序陣列 * @param key:查詢值,現在目前大多人都叫做關鍵字,用key表示 * @param low:起點 * @param high:終點 * @return */ public static boolean binarySearchByRecursion(int[] sortedArr, int key, int low, int high) { /** * 校驗: * 1.如果 key > sortedArr[high],該值肯定找不到 * 2.如果 key < sortedArr[low],該值肯定找不到 * 3.如果low > high,邏輯不成立,不存在中間值。 */ if(key < sortedArr[low] || key > sortedArr[high] || low > high) { return false; } /** * 得到中間值的下標,有兩種結果: * 1.奇數。java預設是向下取整的,取奇數作為中間索引沒毛病 * 2.偶數。可取偶數 或者 偶數+1 都行。這裡直接取偶數 */ int mid = (high+low)/2; //得到中間值的下標 /* * 判斷查詢值和中間值 * 1. 查詢值 > 中間值,起點向右縮小範圍,遞迴呼叫本方法 * 2.查詢值 < 中間值,終點向左縮小範圍,遞迴呼叫本方法 * 3.查詢值 = 中間值,值找到 */ if(key == sortedArr[mid]) { //查詢值 = 中間值 return true; //返回true }else if(key > sortedArr[mid]) { //查詢值 > 中間值 //起點縮小範圍 low = mid + 1; //遞迴呼叫本函式 return binarySearchByRecursion(sortedArr,key,low,high); }else if(key < sortedArr[mid]){ //查詢值 < 中間值 //終點縮小範圍 high = mid - 1; //遞迴呼叫本函式 return binarySearchByRecursion(sortedArr,key,low,high); } return false; }
main方法測試:
public static void main(String[] args) { //準備一個有序陣列 int[] sortedArr = new int[] {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14}; //準備一個查詢值 int key = 2; //準備起點位置和終點位置 int low = 0; int high = sortedArr.length-1; //呼叫二分查詢方法返回一個布林識別符號,true - 代表找到,false代表找不到 boolean result = binarySearchByRecursion(sortedArr,key,low,high); //列印結果 if(result) { System.out.println("序列中存在"+key); }else { System.out.println("序列中不存在"+key); } }
while實現二分查詢
public static boolean binarySearchByWhile(int[] sortedArr, int key, int low, int high) { /** * 校驗: * 1.如果 key > sortedArr[high],該值肯定找不到 * 2.如果 key < sortedArr[low],該值肯定找不到 * 3.如果low > high,邏輯不成立,不存在中間值。 */ if(key < sortedArr[low] || key > sortedArr[high] || low > high) { return false; } while(low<=high) { //滿足起點<=終點就可繼續,因為兩者間能產生中間值 //得到中間下標值 int mid = (high+low)/2; //若key = sortedArr[mid] if(key == sortedArr[mid]) { return true; }else if(key > sortedArr[mid]) { //若key > sortedArr[mid] //縮小起點範圍 low = mid + 1; }else if(key < sortedArr[mid]){ //若key < sortedArr[mid] //縮小終點範圍 high = mid -1; } } //找不到返回false return false; }
main方法測試:
public static void main(String[] args) { //建立有序陣列 int[] sortedArr = new int[] {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; //建立查詢值 int key = 10; //建立起點和終點 int low = 0; int high = sortedArr.length-1; //呼叫二分查詢方法,返回true代表找到,否則找不到 boolean result = binarySearchByWhile(sortedArr,key,low,high); //列印結果 if(result) { System.out.println("序列中存在"+key); }else { System.out.println("序列中不存在"+key); } }
如果上面有任何不妥的地方,歡迎大家在下面留言來糾正!
覺得不錯的話,動動小手點個推薦支援下作者