• 数据结构与算法之两种查找方法


    本节的内容:

    1. 什么是列表查找;

    2. 顺序查找(线性查找);

    3. 二分查找;

    4. 顺序查找与二分查找比较;

    5. 运行时间;

    6. 增速问题

    一:什么是查找

    查找:在一些数据元素中,通过一定的方法找出与给定的关键词相同的数据元素的过程。

    二:顺序查找(线性查找):从列表中查找指定的元素

    定义:从列表的第一个元素开始,顺序进行搜索,直到找到元素或搜索到列表最后一个元素为止。

    • 输入:列表、带查找的元素

    • 输出:元素下标(未找到元素是一般返回None/-1)

    • 内置列表查找函数:index()

     1 #线性查找的代码实现
     2 #enumerate() 函数用于将一个可遍历的数据对象(如列表、元组或字符串)组合为一个索引序列,同时列出数据和数据下标,一般用在 for 循环当中。
     3 #教程:https://www.runoob.com/python3/python3-func-enumerate.html
     4 def linear_search(li,var):
     5     for index,v enumerate(li):
     6         if v == var:
     7             return index
     8     else:
     9         return None
    10 复杂度:范围是列表(n),一个for循环====》O(n) 从头到尾遍历每个元素

    三:二分查找定义

    又叫折半查找,从有序列表(必须为有序)的初始候选区list[o:n]开始,通过对待查找的值与候选区中间值的比较,可以使候选区减少一半。(仅当列表为有序的时候,二分查找才管用)

    举例:从下面列表中查找3元素:

    首先我们需要对候选区做一个了解,这样有助于我们更好的理解,

    在上面的列表中我们使1所在的位置为left,9所在的位置为right,这样从left-right就是候选区,

    候选区中间值(mid) =(left-right)// 2;如果我们需要查找的值(val)大于候选区中间值(mid),则左边的值为:left = mid+1 ,right不变,候选区为:【(mid+1),right】;相反:查找的值(val)小于候选区中间值(mid),则left不变,右边值为:right = mid - 1,候选区为【left, ( mid -1)】

    然后依次进行取值,其中left、mid、right都是指的值的下标;如果最后left>right,则表示该范围没有所需要的值。

    代码如下:

     1 def Binary_search(li,val): #li传入的列表,val所需要的值
     2     '''定义值'''
     3     left = 0
     4     right = len(li) - 1
     5     while left <= right: #候选区有值
     6         mid = (right+left) // 2  #候选区中间值
     7         if li[mid] == val:
     8             return mid
     9         elif li[mid] > val: #带查找的值在中间值(mid)的左侧
    10             right = mid -1
    11         else:  #li[mid] < val 带查找的值在中间值(mid)的右侧
    12             left = mid + 1
    13     else:
    14         return None

    四:顺序查找与二分查找比较

    我们在使用大O表示法讨论运行时间时,log指的都是log2。使用简单查找法查 找元素时,在最糟情况下需要查看每个元素。

    因此,如果列表包含8个数字,你最多需要检查8 个数字。而使用二分查找时,最多需要检查log n个元素。如果列表包含8个元素,你最多需要 检查3个元素,因为log 8 = 3(2^3 = 8)。如果列表包含1024个元素,你最多需要检查10个元素, 因为log 1024 = 10(2^10 =1024)。

    五:两者运行时间

    选择算法的时候我们本能的选择效率最高的,以最大限度的减少运行时间或者占用空间。

    如果列表包含100个数字,顺序查找最多需要猜100次,40亿个数字,则最多需要才40亿次;顺序查找最多需要猜测的次数与列表长度相同==》运行时间线性时间。

    二分查找的话最多猜7次,40亿最多猜32(log2^32)次===>运行时间表示为对数时间。

    六:增速问题 (算法的运行时间以不同的速度增加 )

    随着元素数量的增加,二分查找需要的额外时间并不多, 而顺序查找需要的额外时间却很多。因此,随着列表的增长,二分查找的速度比顺序查找快得多,但如果是无序列表,使用二分查找的话需要进行排序,两者各有优缺点,

  • 相关阅读:
    JAVA Socket 实现HTTP与HTTPS客户端发送POST与GET方式请求
    Java NIO原理和使用
    用java做的免费投票器/软件/工具 可定制
    Java Socket发送与接收HTTP消息简单实现
    java的关闭钩子(Shutdown Hook)
    exe4j中"this executable was created with an evaluation错误解决方法
    javax.net.ssl.SSLException: Unrecognized SSL message, plaintext connection
    inno setup介绍及官方网站地址
    浏览器提示代理服务器没有响应
    Software caused connection abort: recv failed 错误介绍
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xbhog/p/11741056.html
Copyright © 2020-2023  润新知