二分查找法

優缺點

二分查找又稱折半查找。

  1. 優點:比較次數少,查找速度快,平均性能好。
  2. 缺點:要求待查表為有序表,且插入刪除困難。

因此,折半查找方法適用于不經常變動而查找頻繁的有序列表

舉個例子

首先,假設表中元素是按升序排列,

  1. 將表中間位置記錄的關鍵字與查找關鍵字比較,如果兩者相等,則查找成功;
  2. 否則利用中間位置記錄將表分成前、后兩個子表,
    如果中間位置記錄的關鍵字大于查找關鍵字,則進一步查找前一子表,
    否則進一步查找后一子表。重復以上過程,直到找到滿足條件的記錄使查找成功,或直到子表不存在為止,此時查找不成功

算法復雜度

二分查找的基本思想是將n個元素分成大致相等的兩部分,
取a[n/2]與x做比較,如果x=a[n/2],則找到x,算法中止;
如果x<a[n/2],則只要在數組a的左半部分繼續搜索x,
如果x>a[n/2],則只要在數組a的右半部搜索x.

時間復雜度無非就是while循環的次數!

總共有n個元素,
漸漸跟下去就是n,n/2,n/4,....n/2^k(接下來操作元素的剩余個數),其中k就是循環的次數
由于你n/2^k取整后>=1
即令n/2^k=1
可得k=log2n,(是以2為底,n的對數)

所以時間復雜度可以表示O()=O(logn)

偽代碼

下面提供一段二分查找實現的[偽代碼]

int BinSearch(SeqList *R,int n,KeyType K)
{
    //在有序表R[0..n-1]中進行二分查找,成功時返回結點的位置,失敗時返回-1
    int low=0,high=n-1,mid;//置當前查找區間上、下界的初值
    while(low<=high)
        {
            if(R[low].key==K)
                return low;
            if(R[high].key==k)
                return high;    //當前查找區間R[low..high]非空
            mid=low+((high-low)/2);
            /*使用(low+high)/2會有整數溢出的問題
            (問題會出現在當low+high的結果大于表達式結果類型所能表示的最大值時,
                這樣,產生溢出后再/2是不會產生正確結果的,而low+((high-low)/2)
                不存在這個問題*/
            if(R[mid].key==K)
                return mid;//查找成功返回
            if(R[mid].key<K)
                low=mid+1;//繼續在R[mid+1..high]中查找
             else
                 high=mid-1;//繼續在R[low..mid-1]中查找
        }
    if(low>high)
        return -1;//當low>high時表示所查找區間內沒有結果,查找失敗
}

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