二分法查找

對序列進行遞歸的查找演演算法

演演算法:二分法查找適用於數據量較大時,但是數據需要先排好順序。主要思想是:(設查找的數組區間為array[low, high])

(1)確定該區間的中間位置K(2)將查找的值T與array[k]比較。若相等,查找成功返回此位置;否則確定新的查找區域,繼續二分查找。區域確定如下:a.array[k]>T 由數組的有序性可知array[k,k+1,……,high]>T;故新的區間為array[low,……,K-1]b.array[k]

演演算法


假如有一組數為3,12,24,36,55,68,75,88要查給定的值24.可設三個變數front,mid,end分別指向數據的上界,中間和下界,mid=(front+end)/2.
1.開始令front=0(指向3),end=7(指向88),則mid=3(指向36)。因為a[mid]>x,故應在前半段中查找。
2.令新的end=mid-1=2,而front=0不變,則新的mid=1。此時x>a[mid],故確定應在後半段中查找。
3.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。
如果要查找的數不是數列中的數,例如x=25,當第三次判斷時,x>a[mid],按以上規律,令front=mid+1,即front=3,出現front>end的情況,表示查找不成功。
例:在有序的有N個元素的數組中查找用戶輸進去的數據x。
演演算法如下:
1.確定查找範圍front=0,end=N-1,計算中項mid=(front+end)/2。
2.若a[mid]=x或front>=end,則結束查找;否則,向下繼續。
3.若a[mid]x,說明待查找的元素值只可能在比中項元素小的範圍內,則把mid-1的值賦給end,並重新計算mid,轉去執行步驟2。

演演算法複雜度分析


時間複雜度

1.最壞情況查找最後一個元素(或者第一個元素)Master定理T(n)=T(n/2)+O(1)所以T(n)=O(log2n)
2.最好情況查找中間元素O(1)查找的元素即為中間元素(奇數長度數列的正中間,偶數長度數列的中間靠左的元素)

空間複雜度

S(n)=n
1.
S(n)=n