1、顺序查找
(1)顺序查找数组中的元素是否存在
public class Test { public boolean findNumberInArray(int[][] matrix, int target) { boolean result = false; for (int i = 0; i < matrix.length; i++) { for (int j = 0; j < matrix[0].length; j++) { if (matrix[i][j] == target) { result = true; break; } } } return result; } public static void main(String[] args) { int[][] matrix = { {1, 4, 7, 11, 15}, {2, 5, 8, 12, 19}, {3, 6, 9, 16, 22}, {10, 13, 14, 17, 24}, {18, 21, 23, 26, 30}}; Test test=new Test(); boolean b=test.findNumberInArray(matrix,2); System.out.println(b); } }
类似于穷举法,遍历出每一种可能,然后找出需要的结果
测试结果:
true
(2)时间复杂度与空间复杂度
时间复杂度:O(n2)
空间复杂度:O(1)
(3)适用场景
顺序存储或链接存储的线性表
2、折半查找
(1)查找流程
第一次:low=1,high=11(不是数组下标,仅代表元素顺序),计算的middle的值是6
第二次:因为要查找的数据的值要小于middle所对应的值,因此,要移动high到middle下标减一的位置
第三次:middle为3,查找的数据大于middle中的数据,因此要移动low到middle下标加一的位置
第四次:下标加1为4,也就是说low=4,high=5,计算middle的下标为4,此时的数据就是要查找的数据
(2)代码
public class Test { public static int binarySearch(int[] array,int key){ int low = 0; int high = array.length - 1; if(low>high||key>array[high]||key<array[low]){ return -1; } while(low<=high){ int mid = low+ (high - low)/2; if(key==array[mid]){ return mid; }else if (key>array[mid]){ low = mid+1; //mid所对应的的值比key小,移动low }else { high = mid-1; //mid所对应的的值比key大,移动high } } return -1; } public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{15,66,48,9,54,11,87,100,40,8,9,7,12,13}; int key = 11; Arrays.sort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); System.out.println(key+"元素的索引"+binarySearch(arr,key)); } }
测试结果:
true
先排除一定错误的情况,第一:low索引大于high索引,第二:要查找的数据的值比最小值小或者比最大值大
然后是low<high的情况:只要是low<high就一直执行死循环:令mid = low+ (high - low)/2,如果mid索引所对应的数据的值等于要查找的值就返回对应的值;如果要查找的数据的值大于mid索引所对应的数据,那么就让low=mid+1,否则,让high = mid-1
(3)总结
时间复杂度:O(log n)
空间复杂度:O(1)
要求:
顺序结构
元素有序:如果数据是无序的,可以尝试先将数据进行排序,变为有序后就可以使用二分查找了
3、折半查找的递归写法
(1)递归实现者半查找
public class Test { public static int binarySearch(int[] array,int left,int right,int findVal){ int mid = (right + left)/2; int midVal=array[mid]; if (left>right){ return -1; } if(findVal>midVal){ return binarySearch(array,mid+1,right,findVal); }else if(findVal<midVal){ return binarySearch(array,left,mid-1,findVal); }else { return mid; } } public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{15,66,48,9,54,11,87,100,40,8,9,7,12,13}; Arrays.sort(arr); System.out.println(Arrays.toString(arr)); System.out.println("元素的索引"+binarySearch(arr,0,arr.length-1,999)); } }
测试查找元素存在的情况:
[7, 8, 9, 9, 11, 12, 13, 15, 40, 48, 54, 66, 87, 100]
元素的索引2
测试元素不存在的情况:
[7, 8, 9, 9, 11, 12, 13, 15, 40, 48, 54, 66, 87, 100]
元素的索引-1
(2)总结
一个函数自身调用自身就是递归,要想使用递归需要满足以下三个条件:需要解决的问题可以转换为一个或多个子问题来求解,而这些子问题的解法与原问题完全相同只是在数量和规模上不同;递归的次数必须是有限的;必须有递归结束的终止条件
4、分块查找
分块查找又称为索引顺序查找,是一种性能介于顺序查找和折半查找之同的一种查找方法。需要将块内的数据分为若干个子块,块内的元素可以无序,但是块之间是有序的(一个块内的最大关键字小于其后一个块的所有关键字)。还需要建立一张索引表,索引的每个元素含有各块的最大关键字和每块中的第一个元素。查找的时候需要用顺序查找或折半查找确定记录所在的块,然后是在块内顺序查找。