Qz学算法-数据结构篇(查找算法--插值、斐波那契查找)

public class InsertValueSearch {

    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = new int[100];
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            arr[i] = i + 1;
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        int index = insertValueSearch(arr,0, arr.length-1,10);
        System.out.println("index="+index);
    }

    //编写插值查找算法

    /**
     * @param arr     数组
     * @param left    左边索引
     * @param right   右边索引
     * @param findVal 查找值
     * @return
     */
    public static int insertValueSearch(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
        if (left > right || findVal < arr[0] || findVal > arr[arr.length - 1]) {
            return -1;
        }
        //求出mid
        int mid = left + (right - left) * (findVal - arr[left]) / (arr[right] - arr[left]);
        int midVal = arr[mid];
        if (findVal>midVal){//说明向右边递归
            return insertValueSearch(arr,mid+1,right,findVal);
        }else if (findVal<midVal) {//说明向左递归查找
            return insertValueSearch(arr, left, mid - 1, findVal);
        }else{
            return mid;
        }
    }
}

public class FibonacciSearch {
    public static int maxSize = 20;

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 8, 10, 89, 1000, 1234};
        System.out.println(fibSearch(arr,1234));
    }

    //因为后面我们mid = low+F(K-1) -1,需要使用斐波那契数列,因此我们要先获取一个斐波那契数列
    //非递归方式得到一个斐波那契数列
    public static int[] Fib() {
        int[] f = new int[maxSize];
        f[0] = 1;
        f[1] = 1;
        for (int i = 2; i < maxSize; i++) {
            f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];
        }
        return f;
    }

    //编写斐波那契查找算法
    //非递归方式编写算法

    /**
     * @param a   数组
     * @param key 我们需要查找的关键码(值)
     * @return 返回对应的下标, 如果没有就返回-1
     */
    public static int fibSearch(int[] a, int key) {
        int low = 0;
        int high = a.length - 1;
        int k = 0; //表示斐波那契分割数值的下标
        int mid = 0; //存放mid值
        int f[] = Fib(); //获取斐波那契数列
        //获取到斐波那契分割数值的下标
        while (high > f[k] - 1) {
            k++;
        }
        //因为f[k]值可能大于a的长度，因此我们需要使用Arrays类，构造一个新的数组，并指向a[]
        //不足的部分会使用0填充
        int[] temp = Arrays.copyOf(a, f[k]);
        //实际上需求使用a数组最后的数填充temp
        for (int i = high + 1; i < temp.length; i++) {
            temp[i] = a[high];
        }
        //使用while来循环处理，找到我们的数key
        while (low <= high) {//只要这个条件满足，就可以找
            mid = low + f[k - 1] - 1;
            if (key < temp[mid]) {//我们应该继续向数组的前面查找
                high=mid-1;
                //1.全部元素=前面的元素+后边元素
                //2.f[k]=f[k-1]+f[k-2]
                //因为前面有f[k-1]个元素，所以可以继续拆分f[k-1]=f[k-2]+f[k-3]
                //即在f[k-1]的前面继续查找k--
                k--;
            }else if (key>temp[mid]){//我们拉该继续向数组的后面查找（右边）
                low = mid +1;
                //1.全部元素=前面的元素+后边元素
                //2.f[k]=f[k-1]+f[k-2]
                //3。因为后面我们有f[k-2]所以可以继续拆分f[k-1]=f[k-3]+f[k-4]
                //4.即在f[k-2]的前面进行查找k-=2
                //5.即下次循环mid=f[k-1-2]-1
                k-=2;
            }else{ //找到
                //需要确定
                if (mid<=high){
                    return mid;
                }else {
                    return high;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
}