Qz学算法-数据结构篇(查找算法--线性、二分)

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浅辄 发表于 2023/03/20 16:07:11 2023/03/20
【摘要】 查找算法介绍在Java中,常用的查找算法有四种1)顺序(线性)查找2)二分查找/折半查找3)插值查找4)斐波那契查找1.线性查找算法1.需求引入有一个数列:{1,8,10,89,1000,1234},判断数列中是否包含此名称 【顺序查找】要求:如果找到了,就提示找到,并给出下标值。2.代码实现public class SeqSearch { public static void mai...

查找算法

介绍

在Java中,常用的查找算法有四种

1)顺序(线性)查找

2)二分查找/折半查找

3)插值查找

4)斐波那契查找

1.线性查找算法

1.需求引入

有一个数列:{1,8,10,89,1000,1234},判断数列中是否包含此名称 【顺序查找】要求:如果找到了,就提示找到,并给出下标值。

2.代码实现


public class SeqSearch {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {1, 9, 113, 2, -23, 124, 346, 63};//没有顺序的数组
        int index = seqSearch(arr,11);
        if (index==-1){
            System.out.println("没有找到");
        }else{
            System.out.println("找到了.下标为"+index);
        }
    }

    public static int seqSearch(int[] arr, int value) {
        //线性查找是逐一比对,发现有相同值,就返回下标
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            if (arr[i] == value) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
}


线性查找很简单很简单,循环遍历数组,if判断,找到了就拿到下标,没找到就返回-1

2.二分查找(必须掌握)

1.需求引入

请对一个有序数组进行二分查找{1,8,10,89,1000,1234},输入一个数看看该数组是否存在此数,并且求出下标,如果没有就提示”没有这个数”。

2.思路分析

  1. 首先确定该数组的中间的下标 mid =(left+right)/2
  2. 然后让需要查找的数findVal和arr[mid]比较
  1. findVal>arr[mid],说明你要查找的数在mid的右边,因此需要递归的向右查找
  2. findVal<arr[mid],说明你要查找的数在mid的左边,因此需要递归的向左查找
  3. findVal=arr[mid]说明找到,就返回
  1. 结束递归的条件
  1. 找到就结束递归
  2. 递归完整个数组,仍然没有找到findVal,也需要结束递归当Ieft>right就需要退出

3.代码实现(案例一)


package search;

/**
 * @author LeeZhi
 * @version 1.0
 */
//注意:使用二分查找的前提是 该数组有序
public class BinarySearch {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 8, 10, 89, 1000, 1024};
        int resIndex = binarySearch(arr,0,arr.length,10);
        System.out.println("resIndex"+resIndex);
    }

    /**
     *
     * @param arr 数组
     * @param left 右边的索引
     * @param right 左边的索引
     * @param findVal 要查找的值
     * @return 如果找到就返回下标,如果没有找到就返回一个-1
     */
    public static int binarySearch(int[] arr, int left, int right , int findVal) {
        //当left>right时,说明递归整个数组,但是没有找到
        if (left>right){
            return -1;
        }

        int mid = (left+right)/2;
        int midVal = arr[mid];

        if (findVal>midVal){ //向右递归
            return binarySearch(arr,mid+1,right,findVal);
        }else if (findVal<midVal){ //向左递归
            return binarySearch(arr,left,mid-1,findVal);
        }else{
            return mid;
        }
    }
}


4.代码实现(案例二)

如果这个集合是这个样子int[] arr = {1, 8, 10, 89, 1000, 1000, 1024, 1024},上面的二分查找只会返回第一个出现的重复的数字,我们案例二想要实现的就是,在集合里右重复的数字,我们把他都查出来

思路分析

  1. 在找到mid索引值,不要马上返回
  2. 向mid素引值的左边扫描,将所有满足1000,的元素的下标,加入到集合ArrayList
  3. 向mid索引值的右边扫描,将所有满足I000,的元素的下标,加入到集合ArrayList
  4. 将Arraylist返回


public static ArrayList<Integer> binarySearch2(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
    //当left>right时,说明递归整个数组,但是没有找到
    if (left > right) {
        return new ArrayList<Integer>();
    }

    int mid = (left + right) / 2;
    int midVal = arr[mid];

    if (findVal > midVal) { //向右递归
        return binarySearch2(arr, mid + 1, right, findVal);
    } else if (findVal < midVal) { //向左递归
        return binarySearch2(arr, left, mid - 1, findVal);
    } else {
        ArrayList<Integer> resIndexList = new ArrayList<>();
        //在找到mid索引值,不要马上返回 向mid素引值的左边扫描,将所有满足1000,的元素的下标,加入到集合ArrayList
        int temp= mid -1;
        while(true){
            if (temp<0||arr[temp]!=findVal){//退出
                break;
            }
            //否则,就temp放入到resIndexList
            resIndexList.add(temp);
            temp-=1;
        }
        resIndexList.add(mid);
        //向mid索引值的右边扫描,将所有满足I000,的元素的下标,加入到集合ArrayList
        temp = mid +1;
        while(true){
            if (temp > arr.length-1||arr[temp]!=findVal){ //退出
                break;
            }
            //否则,就temp放入到resIndexList
            resIndexList.add(temp);
            temp+=1; //temp右移
        }
        //将Arraylist返回
        return resIndexList;
    }
}
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