在 java 中，我們常用的查找有四種:
1) 順序(線性)查找 (就是for循環遍歷)
2) 二分查找/折半查找 (重要找mid)
3) 插值查找
4) 斐波那契查找
1.二分查找:(必須有序)
package com.nmys.story.search;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
* @Auther: Jia
* @Date: 2019/9/12 07:28
* @Description:
*/
public class BinarySearch {
public static void main(String[] args) {
//int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 , 11, 12, 13,14,15,16,17,18,19,20 };
//int index = binarySearch(arr, 0, arr.length - 1, 1000);
//System.out.println("index=" + index);
int arr[] = { 1, 8, 10, 89,1000,1000, 1234 };
List<Integer> list = binarySearch2(arr, 0, arr.length - 1, 1000);
System.out.println("list=" + list);
}
// 二分查找算法
/**
*
* @param arr
* 數組
* @param left
* 左邊的索引
* @param right
* 右邊的索引
* @param findVal
* 要查找的值
* @return 如果找到就返回下標，如果沒有找到，就返回 -1
*/
public static int binarySearch(int[] arr,int left,int right,int findVal){
// 當 left > right 時，說明遞歸整個數組，但是沒有找到
if(left>right){
return -1;
}
int mid = (left + right)/2;
int midVal = arr[mid];
if(findVal>midVal){
return binarySearch(arr,mid+1,right,findVal);
}else if(findVal<midVal){
return binarySearch(arr,left,mid-1,findVal);
}else{
return mid;
}
}
//完成一個課後思考題:
/*
* 課後思考題： {1,8, 10, 89, 1000, 1000，1234} 當一個有序數組中，
* 有多個相同的數值時，如何將所有的數值都查找到，比如這裏的 1000
*
* 思路分析
* 1. 在找到mid 索引值，不要馬上返回
* 2. 向mid 索引值的左邊掃描，將所有滿足 1000， 的元素的下標，加入到集合ArrayList
* 3. 向mid 索引值的右邊掃描，將所有滿足 1000， 的元素的下標，加入到集合ArrayList
* 4. 將Arraylist返回
*/
public static List<Integer> binarySearch2(int[] arr, int left, int right, int findVal){
if(left>right){
return new ArrayList<Integer>();
}
int mid = (left + right)/2;
int midVal = arr[mid];
if(findVal>midVal){
return binarySearch2(arr,mid+1,right,findVal);
}else if(findVal<midVal){
return binarySearch2(arr,left,mid-1,findVal);
}else{
// * 思路分析
// * 1. 在找到mid 索引值，不要馬上返回
// * 2. 向mid 索引值的左邊掃描，將所有滿足 1000， 的元素的下標，加入到集合ArrayList
// * 3. 向mid 索引值的右邊掃描，將所有滿足 1000， 的元素的下標，加入到集合ArrayList
// * 4. 將Arraylist返回
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//向mid 索引值的左邊掃描，將所有滿足 1000， 的元素的下標，加入到集合ArrayList
int temp = mid - 1 ;
while (true){
if(temp<0||arr[temp]!=findVal){
break;
}
//否則，就temp 放入到 resIndexlist
list.add(temp);
temp -= 1;//左移
}
list.add(mid);
//向mid 索引值的右邊掃描，將所有滿足 1000， 的元素的下標，加入到集合ArrayList
temp = mid + 1;
while (true){
if(temp>arr.length - 1|| arr[temp]!= findVal){
break;
}
//否則，就temp 放入到 list
list.add(temp);
temp += 1;
}
return list;
}
}
}
2.插值:
1) 插值查找原理介紹:
插值查找算法類似於二分查找，不同的是插值查找每次從自適應 mid 處開始查找。
2)對應前面的代碼公式：
int mid = left + (right – left) * (findVal – arr[left]) / (arr[right] – arr[left]
package com.nmys.story.search;
/**
* @Auther: Jia
* @Date: 2019/9/15 11:07
* 1) 對於數據量較大，關鍵字分佈比較均勻的查找表來說，採用插值查找, 速度較快.
* 2) 關鍵字分佈不均勻的情況下，該方法不一定比折半查找要好
*/
public class InsertValueSearch {
public static void main(String[] args) {
/*int [] arr = new int[100];
for(int i = 0; i < 100; i++) {
arr[i] = i + 1;
}*/
int arr[] = { 1, 8, 10, 89,1000,1000, 1234 };
int index = insertValueSearch(arr, 0, arr.length - 1, 89);
//int index = binarySearch(arr, 0, arr.length, 89);
System.out.println("index = " + index);
}
public static int binarySearch(int[] arr, int left, int right, int findVal) {
System.out.println("二分查找被調用~");
// 當 left > right 時，說明遞歸整個數組，但是沒有找到
if (left > right) {
return -1;
}
int mid = (left + right) / 2;
int midVal = arr[mid];
if (findVal > midVal) { // 向 右遞歸
return binarySearch(arr, mid + 1, right, findVal);
} else if (findVal < midVal) { // 向左遞歸
return binarySearch(arr, left, mid - 1, findVal);
} else {
return mid;
}
}
//編寫插值查找算法
//說明：插值查找算法，也要求數組是有序的
/**
*
* @param arr 數組
* @param left 左邊索引
* @param right 右邊索引
* @param findVal 查找值
* @return 如果找到，就返回對應的下標，如果沒有找到，返回-1
*/
public static int insertValueSearch(int[] arr , int left , int right , int findVal){
System.out.println("插值查找次數~~");
//注意：findVal < arr[0] 和 findVal > arr[arr.length - 1] 必須需要
//否則我們得到的 mid 可能越界
if(left > right || findVal < arr[0] || findVal > arr[arr.length - 1]){
return -1;
}
// 找出mid , 自適應
int mid = left + (right - left) * (findVal - arr[left]) / (arr[right] - arr[left]);
int midVal = arr[mid];
if (findVal > midVal) { // 說明應該向右邊遞歸
return insertValueSearch(arr, mid + 1, right, findVal);
} else if (findVal < midVal) { // 說明向左遞歸查找
return insertValueSearch(arr, left, mid - 1, findVal);
} else {
return mid;
}
}
}