Java中怎么實(shí)現(xiàn)一個(gè)二分法檢索算法,很多新手對(duì)此不是很清楚,為了幫助大家解決這個(gè)難題,下面小編將為大家詳細(xì)講解,有這方面需求的人可以來(lái)學(xué)習(xí)下,希望你能有所收獲。
成都一家集口碑和實(shí)力的網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)商,擁有專業(yè)的企業(yè)建站團(tuán)隊(duì)和靠譜的建站技術(shù),十載企業(yè)及個(gè)人網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn) ,為成都1000+客戶提供網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)制作,網(wǎng)站開(kāi)發(fā),企業(yè)網(wǎng)站制作建設(shè)等服務(wù),包括成都營(yíng)銷(xiāo)型網(wǎng)站建設(shè),成都品牌網(wǎng)站建設(shè),同時(shí)也為不同行業(yè)的客戶提供網(wǎng)站設(shè)計(jì)、網(wǎng)站制作的服務(wù),包括成都電商型網(wǎng)站制作建設(shè),裝修行業(yè)網(wǎng)站制作建設(shè),傳統(tǒng)機(jī)械行業(yè)網(wǎng)站建設(shè),傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)行業(yè)網(wǎng)站制作建設(shè)。在成都做網(wǎng)站,選網(wǎng)站制作建設(shè)服務(wù)商就選創(chuàng)新互聯(lián)。
一,二分法檢索算法介紹
二分法檢索(binary search)又稱折半檢索,二分法檢索的基本思想是設(shè)字典中的元素從小到大有序地存放在數(shù)組(array)中。是最常用的搜索算法之一,這主要是由于其搜索時(shí)間短。
二,二分法檢索算法思路
這種搜索使用分而治之方法,并且需要事先對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行排序。
它將輸入集合分為相等的兩半,并且每次迭代都將目標(biāo)元素與中間元素進(jìn)行比較。
如果找到該元素,則搜索結(jié)束。否則,我們根據(jù)目標(biāo)元素是小于還是大于中間元素,通過(guò)劃分并選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)組分區(qū)來(lái)繼續(xù)尋找元素。
這就是為什么對(duì)Binary Search有一個(gè)排序的集合很重要的原因。
當(dāng)firstIndex(我們的指針)經(jīng)過(guò)lastIndex(最后一個(gè)元素)時(shí),搜索將終止,這意味著我們已經(jīng)搜索了整個(gè)數(shù)組,并且該元素不存在。
有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)此算法-迭代和遞歸。
這里不應(yīng)該是關(guān)于時(shí)間和空間這兩個(gè)實(shí)現(xiàn)之間復(fù)雜的差異,雖然這不成立于所有語(yǔ)言。
三,二分法檢索算法代碼實(shí)現(xiàn)
迭代式
首先讓我們看一下迭代方法:
public class SearchAlgorithms { /** *迭代方法 * @param arr * @param elementToSearch * @return */ public static int binarySearch(int arr[], int elementToSearch) { int firstIndex = 0; int lastIndex = arr.length - 1; // 終止條件(元素不存在) while(firstIndex <= lastIndex) { int middleIndex = (firstIndex + lastIndex) / 2; // 如果中間元素是我們的目標(biāo)元素,那么返回它的索引 if (arr[middleIndex] == elementToSearch) { return middleIndex; } // 如果中間的元素比較小 // 將我們的指數(shù)指向中間+1,不考慮前半部分 else if (arr[middleIndex] < elementToSearch) firstIndex = middleIndex + 1; // 如果中間的元素更大 // 將我們的指數(shù)指向中間1,不考慮下半部分 else if (arr[middleIndex] > elementToSearch) lastIndex = middleIndex - 1; } return -1; } /** * 用于打印結(jié)果 * @param targetParameter * @param index */ public static void print(int targetParameter, int index) { if (index == -1){ System.out.println(targetParameter + " 未找到"); } else { System.out.println(targetParameter + " 搜索結(jié)果為: " + index); } } //測(cè)試一下 public static void main(String[] args) { int index = binarySearch(new int[]{89, 57, 91, 47, 95, 3, 27, 22, 67, 99}, 67); print(67, index); }}
輸出:
遞歸的
現(xiàn)在讓我們看一下遞歸實(shí)現(xiàn):
遞歸方法的區(qū)別在于,一旦獲得新分區(qū),我們便會(huì)調(diào)用方法本身。在迭代方法中,每當(dāng)確定新分區(qū)時(shí),我們都會(huì)修改第一個(gè)和最后一個(gè)元素,并在同一循環(huán)中重復(fù)該過(guò)程。
這里的另一個(gè)區(qū)別是遞歸調(diào)用被推入方法調(diào)用堆棧,并且每個(gè)遞歸調(diào)用占用一個(gè)空間單位。
我們可以像這樣使用這種算法:
public class SearchAlgorithms { /** *遞歸方法 * @param arr * @param elementToSearch * @return */ public static int recursiveBinarySearch(int arr[], int firstElement, int lastElement, int elementToSearch) { // 結(jié)束條件 if (lastElement >= firstElement) { int mid = firstElement + (lastElement - firstElement) / 2; // 如果中間元素是我們的目標(biāo)元素,那么返回它的索引 if (arr[mid] == elementToSearch) return mid; // 如果中間元素大于目標(biāo)元素 if (arr[mid] > elementToSearch) return recursiveBinarySearch(arr, firstElement, mid - 1, elementToSearch); return recursiveBinarySearch(arr, mid + 1, lastElement, elementToSearch); } return -1; } /** * 用于打印結(jié)果 * @param targetParameter * @param index */ public static void print(int targetParameter, int index) { if (index == -1){ System.out.println(targetParameter + " 未找到"); } else { System.out.println(targetParameter + " 搜索結(jié)果為: " + index); } } //測(cè)試一下 public static void main(String[] args) { int index = recursiveBinarySearch(new int[]{3, 22, 27, 47, 57, 67, 89, 91, 95, 99}, 0, 10, 67); print(67, index); }}
輸出:
四,以算法時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度總結(jié)算法。
時(shí)間復(fù)雜度
由于二進(jìn)制搜索每次將其時(shí)間復(fù)雜度為O(log(N))時(shí)都會(huì)將數(shù)組分為兩半。此時(shí)間復(fù)雜度是線性搜索O(N)時(shí)間復(fù)雜度的顯著改進(jìn)。
空間復(fù)雜度
此搜索僅需要一個(gè)空間單位即可存儲(chǔ)要搜索的元素。因此,其空間復(fù)雜度為O(1)。
如果二分法檢索是遞歸實(shí)現(xiàn)的,則需要將對(duì)該方法的調(diào)用存儲(chǔ)在堆棧中。在最壞的情況下,這可能需要O(log(N))空間。
它是大多數(shù)用于搜索的庫(kù)中最常用的搜索算法,二分法檢索樹(shù)也被許多存儲(chǔ)排序數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所使用。
該Arrays.binarySearch方法中的Java API也實(shí)現(xiàn)了二進(jìn)制搜索哦。
看完上述內(nèi)容是否對(duì)您有幫助呢?如果還想對(duì)相關(guān)知識(shí)有進(jìn)一步的了解或閱讀更多相關(guān)文章,請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道,感謝您對(duì)創(chuàng)新互聯(lián)的支持。
本文名稱:Java中怎么實(shí)現(xiàn)一個(gè)二分法檢索算法
當(dāng)前地址:http://muchs.cn/article16/jpgidg.html
成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián),為您提供響應(yīng)式網(wǎng)站、域名注冊(cè)、ChatGPT、電子商務(wù)、關(guān)鍵詞優(yōu)化、建站公司
聲明:本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容(圖片、視頻和文字)以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主,如果涉及侵權(quán)請(qǐng)盡快告知,我們將會(huì)在第一時(shí)間刪除。文章觀點(diǎn)不代表本網(wǎng)站立場(chǎng),如需處理請(qǐng)聯(lián)系客服。電話:028-86922220;郵箱:631063699@qq.com。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載,或轉(zhuǎn)載時(shí)需注明來(lái)源: 創(chuàng)新互聯(lián)