二分法及其四種變形查詢演算法C語言實現詳解

2021-10-01 16:27:14 字數 1934 閱讀 4499

目錄

一、二分法

二、二分法變形

1、變形一:查詢第乙個值等於給定值的元素

2、變形二:查詢最後乙個值等於給定值的元素

3、變形三:查詢第乙個大於等於給定值的元素

4、變形四:查詢最後乙個小於等於給定值的元素

1、概念:一種針對有序資料集合的查詢演算法,查詢思想有點類似分治思想。每次都通過跟區間的中間元素對比,將待查詢的區間縮小為之前的一半,直到找到要查詢的元素,或者區間被縮小為 0。

2、時間複雜度分析:假設資料大小是 n,每次查詢後資料都會縮小為原來的一半,也就是會除以 2。最壞情況下,直到查詢區間被縮小為空,才停止。

可以看出來,這是乙個等比數列。其中 n/2k=1 時,k 的值就是總共縮小的次數。而每一次縮小操作只涉及兩個資料的大小比較,所以,經過了 k 次區間縮小操作,時間複雜度就是 o(k)。通過 n/2k=1,我們可以求得 k=log2n,所以時間複雜度就是 o(logn)

3、侷限

首先,二分查詢依賴的是順序表結構,簡單點說就是陣列。

其次,二分查詢針對的是有序資料:二分查詢只能用在插入、刪除操作不頻繁,一次排序多次查詢的場景中。針對動態變化的資料集合,二分查詢將不再適用

再次,資料量太小不適合二分查詢。

最後,資料量太大也不適合二分查詢:二分查詢的底層需要依賴陣列這種資料結構,而陣列為了支援隨機訪問的特性,要求記憶體空間連續,對記憶體的要求比較苛刻

/**

* binary search.

* * @param array: search array

* @param size: array size

* @param search_value: search value

* @return 1

*/int binary_search(int array, int size, int search_value)

else

else

} }

return -1;

}

/**

* 查詢最後乙個等於給定數值的元素.

* * @param array: search array

* @param size: array size

* @param search_value: search value

* @return 1

*/int binary_search_variant2(int array, int size, int search_value)

else

else

} }

return -1;

}

比如,陣列中儲存的這樣乙個序列:3,4,6,7,10。如果查詢第乙個大於等於 5 的元素,那就是 6。

/**

* 查詢第乙個大於等於給定數值的元素.

* * @param array: search array

* @param size: array size

* @param search_value: search value

* @return 1

*/int binary_search_variant3(int array, int size, int search_value)

else

else

} }

return -1;

}

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