数据结构与算法—搜索

搜索

       搜索是在一个项目集合中找到一个特定项目的算法过程。搜索通常的答案是真的或假的,因为该项目是否存在。搜索的几种常见方法:顺序查找、二分法查找、二叉树查找、哈希查找。

搜索二分法查找

       二分查找又称折半查找,优点是比较次数少,查找速度快,平均性能好;其缺点是要求待查表为有序表,且插入删除困难。因此,折半查找方法适用于不经常变动而查找频繁的有序列表。首先,假设表中元素是按升序排列,将表中间位置记录的关键字与查找关键字比较,如果两者相等,则查找成功;否则利用中间位置记录将表分成前、后两个子表,如果中间位置记录的关键字大于查找关键字,则进一步查找前一子表,否则进一步查找后一子表。重复以上过程,直到找到满足条件的记录,使查找成功,或直到子表不存在为止,此时查找不成功。


image.png

二分法查找实现

(非递归实现)

def binary_search(alist,item):
    first = 0
    last = len(alist) - 1
    while first <= last:
        midpoint = (first + last)//2
        if alist[midpoint] == item:
            return True
        elif item < alist[midpoint]:
            last = midpoint-1
        else:
            first = midpoint + 1
    return False

testlist = [0,1,2,8,13,17,19,32,42]
print(binary_search(testlist,3))
print(binary_search(testlist,13))

(递归实现)

def binary_search(alist,item):
    if len(alist) == 0:
        return False
    else:
        midpoint = len(alist)//2
        if alist[midpoint] == item:
            return True
        else:
            if item<alist[midpoint]:
                return binary_search(alist[:midpoint],item)
            else:
                return binary_search(alist[midpoint+1:],item)

testlist = [0,1,2,8,13,17,19,32,42]
print(binary_search(testlist,3))
print(binary_search(testlist,13))

时间复杂度

最优时间复杂度:O(1)
最坏时间复杂度:O(logn)

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