C/C++查找大總結(jié)

二分查找

定義

對(duì)已經(jīng)排好序的數(shù)組進(jìn)行查找
對(duì)數(shù)組進(jìn)行操作
在查找失敗最多次數(shù)K=\lfloor log2^{n}\rfloor +1(向下取整加一)

二分查找的時(shí)間復(fù)雜度:\displaystyle\frac{n}{2^k} = 1,K = log2^n


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二分查找的代碼

int BinaryChop(int Num[],int nCount,int nValue)
{
    int max_index = nCount-1;
    int min_index = 0;
    int Mid = 0;
    while (min_index<=max_index)
    {
        Mid = (max_index+min_index)/2;
        if(Num[Mid] == nValue)
            return Mid;
        if(Num[Mid]>nValue)
        {
            max_index = Mid-1;
        }else
        {
            min_index = Mid+1;
        }
    }
    return -1;
}

HashChop(哈希查找)

定義:對(duì)已經(jīng)建好散列表的數(shù)據(jù)進(jìn)行查找汹买。

哈希是查找速度最快的算法竖般。
缺點(diǎn):空間消耗非常大飒赃。

步驟

  1. 分析數(shù)據(jù)并定散列函數(shù)蜜托。
  2. 決定哈希沖突的解決辦法。
  3. 根據(jù)散列函數(shù)建散列表微酬。
  4. 對(duì)已經(jīng)建好的散列表進(jìn)行查找绘趋。

對(duì)于以上步驟第一步到第三步是建立散列表的過程。

散列函數(shù)

我們一般用求整取余法得封。

  1. 首先我們選取一個(gè)數(shù)M埋心,這個(gè)數(shù)最好是質(zhì)數(shù)(非硬性要求),但一定比數(shù)據(jù)元素個(gè)數(shù)小忙上,因?yàn)樵谕瑫r(shí)間復(fù)雜度下占用空間最小為宜拷呆,后面會(huì)提及。
  2. 當(dāng)M數(shù)確定下來后疫粥,我們定桶茬斧,桶為數(shù)據(jù)元素除以質(zhì)數(shù)M的各個(gè)余數(shù)徐鹤,也就是從0到M-1鸯旁,元素除以質(zhì)數(shù)M得桶所代表的余數(shù)达布,我們就把這個(gè)數(shù)據(jù)元素放入桶內(nèi)瘩燥,而且每個(gè)桶里只能放一個(gè)元素。
  3. 而當(dāng)數(shù)據(jù)元素除以質(zhì)數(shù)M得余數(shù)相同時(shí)眯搭,由于桶內(nèi)只能放一個(gè)元素虑粥,所以當(dāng)出現(xiàn)余數(shù)相同的元素時(shí)而不能放入桶內(nèi)時(shí)很洋,就產(chǎn)生了哈希沖突底哗。當(dāng)我們解決完哈希沖突后岁诉,也就建完散列表,就可以查找了跋选!

解決哈希沖突

  1. 開放地址法
  • 線性探測法:在沖突位置順次后延一位放入桶內(nèi)涕癣。也就是說同為余數(shù)4的話,后來的數(shù)據(jù)就放入余數(shù)5的桶里前标。
  • 線性補(bǔ)償法:首先定一個(gè)步長坠韩,遇到?jīng)_突時(shí),按步長順次后延步長的長度放入桶內(nèi)炼列。
  • 隨機(jī)探測法:找個(gè)隨機(jī)數(shù)來當(dāng)步長只搁,解決沖突如上個(gè)辦法。
  1. 拉鏈法:
  • 在每個(gè)桶內(nèi)建立一個(gè)頭添加的鏈表俭尖,每個(gè)桶內(nèi)裝的是相應(yīng)鏈表的頭指針氢惋,將后來的元素依次頭添加在鏈表上。

舉例圖示

例如數(shù)組{19,27明肮,55,41缭付,82柿估,89,16陷猫,9秫舌,22,98绣檬,104足陨,1,2娇未,205墨缘,46}


HashChop

代碼

typedef struct node
{
    int nValue;
    int nIndex;
    struct node *pNext;
}MyHash;

#define M 7

MyHash **CreateHashTable(int arr[],int nLength)
{
    MyHash **pHash = NULL;
    MyHash *pTemp = NULL;
    int i;
    int nIndex;
    //申請哈希表表頭
    pHash = (MyHash**)malloc(sizeof(MyHash*) * M);
    memset(pHash,NULL,sizeof(MyHash*) * M);

    //拉鏈法
    for(i = 0;i<nLength;i++)
    {
        nIndex = arr[i]%M;
        pTemp = (MyHash*)malloc(sizeof(MyHash));
        pTemp->nIndex = i;
        pTemp->nValue = arr[i];

        //頭添加
        pTemp->pNext = pHash[nIndex];
        pHash[nIndex] = pTemp;
    }
    return pHash;
}

int HashChop(int arr[],int nLength,int nNum)
{
    MyHash **pHash = NULL;
    int nIndex;
    MyHash *pMark = NULL; 

    if(arr == NULL || nLength <=0) 
        abort();

    //建哈希表
    pHash = CreateHashTable(arr,nLength);

    //查詢
    nIndex = nNum%M;
    pMark = pHash[nIndex];

    //遍歷鏈表
    while(pMark)
    {
        if(pMark->nValue == nNum)
        {
            return pMark->nIndex;
        }
        else
        {
            pMark = pMark->pNext;
        }
    }

    return -1;
}
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