二分尋找演算法

來源:互聯網
上載者:User

標籤:順序   列表   one   需要   系統記憶體   guess   運行時   data-   font   

- 簡介  二分尋找又稱折半尋找,優點是比較次數少,尋找速度快,平均效能好,佔用系統記憶體較少;其缺點是要求待查表為有序表,且插入刪除困難。因此,折半尋找方法適用於不經常變動而尋找頻繁的有序列表。首先,假設表中元素是按升序排列,將表中間位置記錄的關鍵字與尋找關鍵字比較,如果兩者相等,則尋找成功;否則利用中間位置記錄將表分成前、後兩個子表,如果中間位置記錄的關鍵字大於尋找關鍵字,則進一步尋找前一子表,否則進一步尋找後一子表。重複以上過程,直到找到滿足條件的記錄,使尋找成功,或直到子表不存在為止,此時尋找不成功。
- 思想    - 二分尋找是每次尋找的時候從中間開始尋找,前提是這個要尋找的數組或者列表必須是按順序排好的。比如從1-100的順序排好的數,我想隨意想一個數字,你來猜,當你猜的數字比我的數大,我會說`大了`,你就要再往`小`的一邊開始猜;當你猜的數字比我的小,我會說`小了`,你就要往`大`的一邊猜。所以,當你每次從中間開始猜的時候,猜的次數最少。-總結:二分尋找的基本思想是將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,演算法中止;如果x<a[n/2],則只要在數組a的左半部分繼續搜尋x,如果x>a[n/2],則只要在數組a的右半部搜尋x.時間複雜度無非就是while迴圈的次數!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餘個數),其中k就是迴圈的次數由於你n/2^k取整後>=1即令n/2^k=1可得k=log2n,(是以2為底,n的對數)所以時間複雜度可以表示O(h)=O(log2n) -演算法要求
  1. 必須採用順序儲存結構。
  2.必須按關鍵字大小有序排列。
- 已耗用時間    - 當你從1開始順序猜時,最多需要猜100次,即`O(n)`  線性時間;    - 當用二分法猜時,每次猜測排除一半即除以2,除不開是向上取整直到剩餘一個數時 是你可能猜的最多的次數。`100/2/2/2/2/2/2/2=1 ` 除2的次數為你猜的次數。這個數為以2為低100的對數:`㏒?10`  對數時間;    -它充分利用了元素間的次序關係,採用分治策略,可在最壞的情況下用O(log n)完成搜尋任務。它的基本思想是,將n個元素分成個數大致相同的兩半,取a[n/2]與欲尋找的x作比較,如果x=a[n/2]則找到x,演算法終止。如 果x<a[n/2],則我們只要在數組a的左半部繼續搜尋x(這裡假設數組元素呈升序排列)。如果x>a[n/2],則我們只要在數組a的右 半部繼續搜尋x。

 


- 演算法代碼  (python3)```pythondef binary_search(list , item):    low = 0    high = len(list) - 1        while low <= high:         mid = (low + high) // 2        guess = list[mid]        if guess == item:            return mid        if guess < item:            low = mid + 1        else:            high = mid -1    return None
myList = [1,4,6,8,9]
print(binary_search(myList,10))print(binary_search(myList,6))
```

二分尋找演算法

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