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利用Java人實現(xiàn)一個二分法查找功能

發(fā)布時間:2020-11-17 15:47:34 來源:億速云 閱讀:255 作者:Leah 欄目:編程語言

這期內(nèi)容當中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)利用Java人實現(xiàn)一個二分法查找功能,文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述,閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

算法

假如有一組數(shù)為3,12,24,36,55,68,75,88要查給定的值24.可設(shè)三個變量front,mid,end分別指向數(shù)據(jù)的上界,中間和下界,mid=(front+end)/2.  

開始令front=0(指向3),end=7(指向88),則mid=3(指向36)。因為mid>x,故應(yīng)在前半段中查找。

令新的end=mid-1=2,而front=0不變,則新的mid=1。此時x>mid,故確定應(yīng)在后半段中查找。

令新的front=mid+1=2,而end=2不變,則新的mid=2,此時a[mid]=x,查找成功。如果要查找的數(shù)不是數(shù)列中的數(shù),例如x=25,當?shù)谌闻袛鄷r,x>a[mid],按以上規(guī)律,令front=mid+1,即front=3,出現(xiàn)front>end的情況,

表示查找不成功。

例:在有序的有N個元素的數(shù)組中查找用戶輸進去的數(shù)據(jù)x。算法如下:

1.確定查找范圍front=0,end=N-1,計算中項mid=(front+end)/2。

2.若a[mid]=x或front>=end,則結(jié)束查找;否則,向下繼續(xù)。

3.若a[mid]<x,說明待查找的元素值只可能在比中項元素大的范圍內(nèi),則把mid+1的值賦給front,并重新計算mid,轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟2;若a[mid]>x,說明待查找的元素值只可能在比中項元素小的范圍內(nèi),則把mid-1的值賦給end,并重新計算mid,轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟2。 

算法復(fù)雜度分析

時間復(fù)雜度

  1.最壞情況查找最后一個元素(或者第一個元素)Master定理T(n)=T(n/2)+O(1)所以T(n)=O(logn)

  2.最好情況查找中間元素O(1)查找的元素即為中間元素(奇數(shù)長度數(shù)列的正中間,偶數(shù)長度數(shù)列的中間靠左的元素)

空間復(fù)雜度:

  S(n)=n

package com.bjpowernode.test;
public class BinarySearch {
  // 查找次數(shù)
  static int count;
  /**
   * @param args
   */
  public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    System.out.println(searchRecursive(array, 0, array.length - 1, 9));
    System.out.println(count);
    count = 0;
    System.out.println(searchLoop(array, 9));
    System.out.println(count);
  }
  /**
   * 執(zhí)行遞歸二分查找,返回第一次出現(xiàn)該值的位置
   *
   * @param array
   *      已排序的數(shù)組
   * @param start
   *      開始位置
   * @param end
   *      結(jié)束位置
   * @param findValue
   *      需要找的值
   * @return 值在數(shù)組中的位置,從0開始。找不到返回-1
   */
  public static int searchRecursive(int[] array, int start, int end,
      int findValue) {
    // 如果數(shù)組為空,直接返回-1,即查找失敗
    if (array == null) {
      return -1;
    }
    count++;
    if (start <= end) {
      // 中間位置
      int middle = (start + end) / 1;
      // 中值
      int middleValue = array[middle];
      if (findValue == middleValue) {
        // 等于中值直接返回
        return middle;
      } else if (findValue < middleValue) {
        // 小于中值時在中值前面找
        return searchRecursive(array, start, middle - 1, findValue);
      } else {
        // 大于中值在中值后面找
        return searchRecursive(array, middle + 1, end, findValue);
      }
    } else {
      // 返回-1,即查找失敗
      return -1;
    }
  }
  /**
   * 循環(huán)二分查找,返回第一次出現(xiàn)該值的位置
   *
   * @param array
   *      已排序的數(shù)組
   * @param findValue
   *      需要找的值
   * @return 值在數(shù)組中的位置,從0開始。找不到返回-1
   */
  public static int searchLoop(int[] array, int findValue) {
    // 如果數(shù)組為空,直接返回-1,即查找失敗
    if (array == null) {
      return -1;
    }
    // 起始位置
    int start = 0;
    // 結(jié)束位置
    int end = array.length - 1;
    while (start <= end) {
      count++;
      // 中間位置
      int middle = (start + end) / 2;
      // 中值
      int middleValue = array[middle];
      if (findValue == middleValue) {
        // 等于中值直接返回
        return middle;
      } else if (findValue < middleValue) {
        // 小于中值時在中值前面找
        end = middle - 1;
      } else {
        // 大于中值在中值后面找
        start = middle + 1;
      }
    }
    // 返回-1,即查找失敗
    return -1;
  }
}

上述就是小編為大家分享的利用Java人實現(xiàn)一個二分法查找功能了,如果剛好有類似的疑惑,不妨參照上述分析進行理解。如果想知道更多相關(guān)知識,歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。

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