java中常用的查找算法【黑马java培训】

更新时间:2019年07月26日 11时09分13秒来源:黑马程序员论坛

查找是在大量的信息中寻找一个特定的信息元素，在计算机应用中，查找是常用的基本运算，例如编译程序中符号表的查找。查找算法主要分为7大类，分别为：顺序查找算法、二分查找算法、插值查找算法、斐波那契查找算法、树表查找算法、分块查找算法、哈希查找算法。共七类算法。我们主要介绍常用的查找算法：顺序查找算法，二分查找算法和差值查找算法。
查找定义：根据给定的某个值，在查找表中确定一个其关键字等于给定值的数据元素（或记录）。

查找算法分类：

（1）静态查找和动态查找；

　　　　注：静态或者动态都是针对查找表而言的。动态表指查找表中有删除和插入操作的表。

（2）无序查找和有序查找。

　　　　无序查找：被查找数列有序无序均可；

　　　　有序查找：被查找数列必须为有序数列。

1. 顺序查找

说明：顺序查找适合于存储结构为顺序存储或链接存储的线性表。

基本思想：顺序查找也称为线形查找，属于无序查找算法。从数据结构线形表的一端开始，顺序扫描，依次将扫描到的结点关键字与给定值k相比较，若相等则表示查找成功；若扫描结束仍没有找到关键字等于k的结点，表示查找失败。

复杂度分析：　

　　查找成功时的平均查找长度为：（假设每个数据元素的概率相等） ASL = 1/n(1+2+3+…+n) = (n+1)/2 ;
　　当查找不成功时，需要n+1次比较，时间复杂度为O(n);

　　所以，顺序查找的时间复杂度为O(n)。

java代码实现

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public class sequence{
        public static  boolean SequenceSearch(int a[],int k,int value){
                for( int i = 0 ; i<k;i++){
                        if( value == a[i])
  [/i]                              return true;
                        else
                                return false;
                }
                return false;
        }
        public static void main(String[] args) {
                int[] a = {8,2,4,5,3,10,11,6,9};
                System.out.println(SequenceSearch(a,a.length,20));
        }
}
//printf: false

2. 二分查找

　说明：元素必须是有序的，如果是无序的则要先进行排序操作。

　　基本思想：也称为是折半查找，属于有序查找算法。用给定值k先与中间结点的关键字比较，中间结点把线形表分成两个子表，若相等则查找成功；若不相等，再根据k与该中间结点关键字的比较结果确定下一步查找哪个子表，这样递归进行，直到查找到或查找结束发现表中没有这样的结点。

　　复杂度分析：最坏情况下，关键词比较次数为log2(n+1)，且期望时间复杂度为O(log2n)；

　　注：折半查找的前提条件是需要有序表顺序存储，对于静态查找表，一次排序后不再变化，折半查找能得到不错的效率。但对于需要频繁执行插入或删除操作的数据集来说，维护有序的排序会带来不小的工作量，那就不建议使用。——《大话数据结构》

java代码实现

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public class BinarySearch2{
        
        public static int binarysearch(int[] a,int value,int low,int high){
                        int mid = (low + high)/2;
                        if(value == a[mid])
                                return mid;
                        mid = (low + high)/2;
                        if(value < a[mid])
                                return binarysearch(a,value,low,mid - 1);
                        if(value > a[mid])
                                return binarysearch(a,value,mid + 1,high);        
                        return -1;
        }
        public static void main(String[] args) {
                //int[] a = {1,4,2,9,8,6,7,0,3,5}
                int[] a = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
                System.out.println(binarysearch(a,4,0,a.length-1));
        } 
}

3. 插值查找

　　在介绍插值查找之前，首先考虑一个新问题，为什么上述算法一定要是折半，而不是折四分之一或者折更多呢？

　　打个比方，在英文字典里面查“apple”，你下意识翻开字典是翻前面的书页还是后面的书页呢？如果再让你查“zoo”，你又怎么查？很显然，这里你绝对不会是从中间开始查起，而是有一定目的的往前或往后翻。

　　同样的，比如要在取值范围1 ~ 10000 之间 100 个元素从小到大均匀分布的数组中查找5，我们自然会考虑从数组下标较小的开始查找。

　　经过以上分析，折半查找这种查找方式，不是自适应的（也就是说是傻瓜式的）。二分查找中查找点计算如下：

　　mid=(low+high)/2, 即mid=low+1/2*(high-low);

　　通过类比，我们可以将查找的点改进为如下：

　　mid=low+(key-a[low])/(a[high]-a[low])*(high-low)，

　　也就是将上述的比例参数1/2改进为自适应的，根据关键字在整个有序表中所处的位置，让mid值的变化更靠近关键字key，这样也就间接地减少了比较次数。

　　基本思想：基于二分查找算法，将查找点的选择改进为自适应选择，可以提高查找效率。当然，差值查找也属于有序查找。

　　注：对于表长较大，而关键字分布又比较均匀的查找表来说，插值查找算法的平均性能比折半查找要好的多。反之，数组中如果分布非常不均匀，那么插值查找未必是很合适的选择。

　　复杂度分析：查找成功或者失败的时间复杂度均为O(log2(log2n))。

java代码实现

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public class InsertionSearch{
        public static int InsertionSearch(int[] a, int value, int low, int high)
        {
            int mid = low+(value-a[low])/(a[high]-a[low])*(high-low);
            if(a[mid]==value)
                return mid; 
            if(a[mid]>value)
                return InsertionSearch(a, value, low, mid-1);
            if(a[mid]<value)
                return InsertionSearch(a, value, mid+1, high);
            return -1;
        }
        public static void main(String[] args) {
                int[] a = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
                System.out.println(InsertionSearch(a,2,0,a.length-1));
        }
}

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何为中高级程序员课程?

传智播客进行了定义。中高级程序员课程，是在当前主流的初级程序员课程的基础上，增加多领域多行业的含金量项目，从技术的广度和深度上进行拓展。“我们希望用5年的时间，打造上百个高含金量的项目，覆盖主流的32个行业。”传智播客课程研发总监于洋表示。

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