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算法概念

查找是在大量的信息中尋找一個(gè)特定的信息元素,在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中晨缴,查找是常用的基本運(yùn)算译秦,例如編譯程序中符號(hào)表的查找。本文簡(jiǎn)單概括性的介紹了常見(jiàn)的七種查找算法,說(shuō)是七種筑悴,其實(shí)二分查找们拙、插值查找以及斐波那契查找都可以歸為一類——插值查找。插值查找和斐波那契查找是在二分查找的基礎(chǔ)上的優(yōu)化查找算法

查找算法分類:

  • 靜態(tài)查找動(dòng)態(tài)查找阁吝;
    注:靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)都是針對(duì)查找表而言的砚婆。動(dòng)態(tài)表指查找表中有刪除和插入操作的表。

  • 無(wú)序查找有序查找突勇。
    無(wú)序查找:被查找數(shù)列有序無(wú)序均可装盯;
    有序查找:被查找數(shù)列必須為有序數(shù)列。

  • 平均查找長(zhǎng)度(Average Search Length甲馋,ASL):需和指定key進(jìn)行比較的關(guān)鍵字的個(gè)數(shù)的期望值埂奈,稱為查找算法在查找成功時(shí)的平均查找長(zhǎng)度
    對(duì)于含有n個(gè)數(shù)據(jù)元素的查找表,查找成功的平均查找長(zhǎng)度為:ASL = Pi*Ci的和定躏。
    Pi:查找表中第i個(gè)數(shù)據(jù)元素的概率账磺。
    Ci:找到第i個(gè)數(shù)據(jù)元素時(shí)已經(jīng)比較過(guò)的次數(shù)。

排序方法 條件 時(shí)間復(fù)雜度(平均) 時(shí)間復(fù)雜度(最壞) 時(shí)間復(fù)雜度(最好)
順序查找 無(wú)序 O(n) O(n) O(1)
分塊查找 分塊順序 O({log_2{n}}) O(n) O({log_2{n}})
二分查找 有序 O({log_2{n}}) O({log_2{(n+1)}}) O({log_2{(n+1)}})
插值查找 有序 O({log_2{(log_2{n})}}) O({log_2{(log_2{n})}}) O({log_2{(log_2{n})}})
斐波那契查找 有序 O({log_2{n}}) O({log_2{n}}) O({log_2{n}})
二叉樹(shù)查找 有序 O({log_2{n}}) O(n) O({log_2{n}})
哈希表法(散列表) 無(wú)序 O(1) O(1) O(1)

七種算法

一共屈、順序查找

線性搜索或順序搜索是一種尋找某一特定值的搜索算法绑谣,指按一定的順序檢查數(shù)組中每一個(gè)元素,直到找到所要尋找的特定值為止拗引。是最簡(jiǎn)單的一種搜索算法借宵。順序查找也稱為線形查找,屬于無(wú)序查找算法矾削。

  • 算法描述

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)線形表的一端開(kāi)始壤玫,順序掃描,依次將掃描到的結(jié)點(diǎn)關(guān)鍵字與給定值k相比較哼凯,若相等則表示查找成功欲间;
若掃描結(jié)束仍沒(méi)有找到關(guān)鍵字等于k的結(jié)點(diǎn),表示查找失敗断部。

  • 代碼實(shí)現(xiàn)
/// 順序查找
/// @param array 查找數(shù)組
/// @param word 要查找關(guān)鍵字
- (NSInteger)sequentialSearch:(NSArray *)array searchWord:(id)word {
   for (int i = 0; i < array.count; i ++) {
       if ([array[i] isEqual:word]) {
           return I;
           break;
       }
   }
   return -1;
}
//調(diào)用
NSMutableArray * array = [NSMutableArray arrayWithObjects:@"15",@"6",@"106",@"236",@"2",@"34",@"13",@"58",@"37",@"121",@"33", nil];
NSLog(@"順序查找:%ld", [self sequentialSearch:array searchWord:@"58"]);
  • 算法分析

假設(shè)一個(gè)數(shù)組中有n個(gè)元素猎贴,最好的情況就是要尋找的特定值就是數(shù)組里的第一個(gè)元素,這樣僅需要1次比較就可以蝴光。而最壞的情況是要尋找的特定值不在這個(gè)數(shù)組或者是數(shù)組里的最后一個(gè)元素她渴,這就需要進(jìn)行n次比較。
查找成功時(shí)的平均查找長(zhǎng)度為:(假設(shè)每個(gè)數(shù)據(jù)元素的概率相等) ASL = 1/n(1+2+3+…+n) = (n+1)/2
時(shí)間復(fù)雜度為O(n)蔑祟,最好的情況是第一個(gè)就查找到了趁耗,為O(1),最壞是沒(méi)有找到疆虚,為O(n)苛败。

二满葛、分塊查找

分塊查找又稱索引順序查找,它是順序查找的一種改進(jìn)方法罢屈。
將n個(gè)數(shù)據(jù)元素"按塊有序"劃分為m塊(m ≤ n)嘀韧。每一塊中的結(jié)點(diǎn)不必有序,但塊與塊之間必須"按塊有序"儡遮;即第1塊中任一元素的關(guān)鍵字都必須小于第2塊中任一元素的關(guān)鍵字乳蛾;而第2塊中任一元素又都必須小于第3塊中的任一元素,……

  • 算法描述
  1. 先選取各塊中的最大關(guān)鍵字構(gòu)成一個(gè)索引表鄙币;
  2. 先對(duì)索引表進(jìn)行二分查找或順序查找肃叶,以確定待查記錄在哪一塊中;
  3. 然后十嘿,在已確定的塊中用順序法進(jìn)行查找因惭。
  • 代碼實(shí)現(xiàn)
/// 分塊查找
/// @param array 查找數(shù)組
/// @param indexItemList 索引表
/// @param number 要查找數(shù)字
- (NSInteger)blockSearch:(NSArray *)array indexItemList:(NSArray<BlockItem*> *)indexItemList searchNumber:(id)number {
   BlockItem *indexItem = nil;

   //遍歷索引表
   for(int i = 0;i < indexItemList.count; i++) {
   //找到索引項(xiàng)
       if(indexItemList[i].max >= number) {
           indexItem = indexItemList[I];
           break;
       }
   }
   
   //索引表中不存在該索引項(xiàng)
   if(indexItem == nil) {
       return -1;
   }
   //根據(jù)索引項(xiàng),在主表中查找
   for(int i = indexItem.start; i < indexItem.start + indexItem.length; i++) {
       if(array[i] == number){
           return I;
           break;
       }
   }
   return -1;
}

//索引
@interface BlockItem : NSObject
@property (assign, nonatomic) int start;
@property (assign, nonatomic) int length;
@property (assign, nonatomic) NSNumber *max;
- (instancetype)initWithStart:(int)start length:(int)length max:(NSNumber *)max;
@end

@implementation BlockItem
- (instancetype)initWithStart:(int)start length:(int)length max:(NSNumber *)max {
   if (self = [super init]) {
       self.start = start;
       self.length = length;
       self.max = max;
   }
   return self;
}
@end

//調(diào)用
NSArray *blockArray = @[@3, @4, @6, @2, @5, @7, @14, @12, @16, @13, @19, @17, @25, @21, @36, @23, @22, @29];
BlockItem *model1 = [[BlockItem alloc] initWithStart:0 length:6 max:@7];
BlockItem *model2 = [[BlockItem alloc] initWithStart:6 length:6 max:@19];
BlockItem *model3 = [[BlockItem alloc] initWithStart:12 length:6 max:@36];
NSArray *indicesArray = @[model1, model2, model3];
NSLog(@"分塊查找:%ld", [self blockSearch:blockArray indexItemList:indicesArray searchNumber: @17]);
  • 算法分析

分塊查找由于只要求索引表是有序的绩衷,對(duì)塊內(nèi)節(jié)點(diǎn)沒(méi)有排序要求蹦魔,因此特別適合于節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)變化的情況。
索引查找的比較次數(shù)等于算法中查找索引表的比較次數(shù)和查找相應(yīng)子表的比較次數(shù)之和咳燕,假定索引表的長(zhǎng)度為m勿决,子表長(zhǎng)度為s,
則索引查找的平均查找長(zhǎng)度為:
ASL= (1+m)/2 + (1+s)/2 = 1 + (m+s)/2
假定每個(gè)子表具有相同的長(zhǎng)度招盲,即s=n/m, 則 ASL = 1 + (m + n/m)/2 ,當(dāng)m = n/m ,(即m = {log_2{n}}低缩,此時(shí)s也等于{log_2{n}}), ASL = 1 + {log_2{n}} 最小 ,時(shí)間復(fù)雜度為 O({log_2{n}})
可見(jiàn)曹货,索引查找的速度快于順序查找咆繁,但低于二分查找。
在索引存儲(chǔ)中顶籽,不僅便于查找單個(gè)元素玩般,而且更方便查找一個(gè)子表中的全部元素,若在主表中的每個(gè)子表后都預(yù)留有空閑位置礼饱,則索引存儲(chǔ)也便于進(jìn)行插入和刪除運(yùn)算坏为。

三、二分查找

二分查找算法也叫折半法查找法镊绪,要求待查找的列表必須是按關(guān)鍵字大小有序排列的順序表匀伏。
二分查找基于分治思想,在實(shí)現(xiàn)上可以使用遞歸或迭代镰吆,首先用給定值k先與中間結(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵字比較,中間結(jié)點(diǎn)把線形表分成兩個(gè)子表跑慕,若相等則查找成功万皿;若不相等摧找,再根據(jù)k與該中間結(jié)點(diǎn)關(guān)鍵字的比較結(jié)果確定下一步查找哪個(gè)子表,這樣遞歸進(jìn)行牢硅,直到查找到或查找結(jié)束發(fā)現(xiàn)表中沒(méi)有這樣的結(jié)點(diǎn)蹬耘。

  • 算法描述
  1. 將表中間位置記錄的關(guān)鍵字與查找關(guān)鍵字比較,如果兩者相等則表示查找成功减余;否則利用中間位置記錄將表分成前综苔、后兩個(gè)子表。
  2. 如果中間位置記錄的關(guān)鍵字大于查找關(guān)鍵字位岔,則進(jìn)一步查找前一個(gè)子表如筛,否則查找后一個(gè)子表。
  3. 重復(fù)以上過(guò)程抒抬,一直到找到滿足條件的記錄為止時(shí)表明查找成功杨刨。
  4. 如果最終子表不存在,則表明查找不成功擦剑。
  • 代碼實(shí)現(xiàn)
/// 二分法查找
/// @param array 查找數(shù)組
/// @param number 查找的數(shù)字
- (NSInteger)binarySearch:(NSArray *)array searchNumber:(id)number {
   NSUInteger mid;
   NSUInteger min = 0;
   NSUInteger max = array.count - 1;

   while (min <= max) {
         mid = (min + max)/2;
         if ([number intValue] == [array[mid] intValue]) {
           NSLog(@"We found the number! It is at index %lu", mid);
           return mid;
           break;
       } else if ([number intValue] < [array[mid] intValue]) {
           max = mid - 1;
       } else if ([number intValue] > [array[mid] intValue]) {
           min = mid + 1;
       }
   }
   return -1;
}
//調(diào)用
NSArray *binaryArray = @[@1,@20,@30,@45,@50,@55,@60,@66,@70];
NSLog(@"二分法查找:%ld", [self sequentialSearch:binaryArray searchWord:@30]);
  • 算法分析

二分查找方法具有比較次數(shù)少妖胀、查找速度快及平均性能好的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是要求待查表為有序表惠勒,且插入赚抡、刪除困難。因此纠屋,折半查找方法適用于不經(jīng)常變動(dòng)而查找頻繁的有序列表涂臣。
最壞情況下,關(guān)鍵詞比較次數(shù)為{log_2{(n+1)}}巾遭,且期望時(shí)間復(fù)雜度為O({log_2{n}})肉康;

四、插值查找

插值查找是對(duì)二分查找的一種改進(jìn)灼舍,適用于均勻分布的有序表吼和。思想基本上和二分查找一樣,有修改的地方就是mid的獲取骑素。
在二分查找中炫乓,mid=(start+end)/2, 即mid=start+(end-start)/2;也就是說(shuō)我們的mid每次都是折中的取,但是對(duì)于一些均勻分布的有序表献丑,這樣做感覺(jué)有些費(fèi)時(shí)末捣,比如找字典的時(shí)候,找a這個(gè)字母创橄,我們肯定不會(huì)從中間開(kāi)始箩做,而是偏向于字典前面一些開(kāi)始。
插值查找就是基于這樣的思想對(duì)mid取值進(jìn)行改進(jìn)妥畏。通過(guò)類比邦邦,我們可以將查找的點(diǎn)改進(jìn)為如下:
  mid = start + (searchValue-array[start]) / (array[end]-array[start]) * (end-start)安吁,
也就是將上述的比例參數(shù)1/2改進(jìn)為自適應(yīng)的,根據(jù)關(guān)鍵字在整個(gè)有序表中所處的位置燃辖,讓mid值的變化更靠近關(guān)鍵字searchValue鬼店,這樣也就間接地減少了比較次數(shù)。

  • 算法描述
  1. 將表mid位置記錄的關(guān)鍵字與查找關(guān)鍵字比較黔龟,如果兩者相等則表示查找成功妇智;否則利用中間位置記錄將表分成前、后兩個(gè)子表氏身。
  2. 如果mid位置記錄的關(guān)鍵字大于查找關(guān)鍵字巍棱,則進(jìn)一步查找前一個(gè)子表,否則查找后一個(gè)子表观谦。
  3. 重復(fù)以上過(guò)程拉盾,一直到找到滿足條件的記錄為止時(shí)表明查找成功。
  4. 如果最終子表不存在豁状,則表明查找不成功捉偏。
  • 代碼實(shí)現(xiàn)
/// 插值查找
/// @param array 查找數(shù)組
/// @param number 要查找數(shù)字
/// @param startIndex 查找起始位置
/// @param endIndex 查找結(jié)束位置
- (NSInteger)insertValueSearch:(NSArray *)array searchNumber:(id)number startIndex:(int)startIndex endIndex:(int)endIndex {
   
   if (endIndex >= startIndex) {
       int mid = startIndex + ([number intValue] - [array[startIndex] intValue]) / ([array[endIndex] intValue] - [array[startIndex] intValue]) * (endIndex - startIndex);
       if (array[mid] == number) {
           return mid;
       } else if (array[mid] > number) {
           return [self insertValueSearch:array searchNumber:number startIndex:startIndex endIndex:mid-1];
       } else if (array[mid] < number) {
           return [self insertValueSearch:array searchNumber:number startIndex:mid+1 endIndex:endIndex];
       }
   }
   return -1;
}
//調(diào)用
NSArray *insetValueArray = @[@1,@20,@30,@45,@50,@55,@60,@66,@70];
NSLog(@"插值查找:%ld", [self insertValueSearch:insetValueArray searchNumber:@70 startIndex:0 endIndex:(insetValueArray.count-1)]);
  • 算法分析

查找成功或者失敗的時(shí)間復(fù)雜度均為O({log_2{(log_2{n})}})
對(duì)于表長(zhǎng)較大泻红,而關(guān)鍵字分布又比較均勻的查找表來(lái)說(shuō)夭禽,插值查找算法的平均性能比折半查找要好的多。反之谊路,數(shù)組中如果分布非常不均勻(如[@1,@2,@3,@201,@202,@203,@1000,@1001,@1003])讹躯,那么插值查找未必是很合適的選擇。

五缠劝、斐波那契查找

上面我們講了插值查找潮梯,它是基于折半查找改進(jìn),然后除了插值方式的切割外惨恭,還有基于斐波那契黃金分割點(diǎn)切割方式的改進(jìn)秉馏。
所以斐波那契查找也是改變了二分查找中原有的中值 mid 的求解方式,其 mid 不再代表中值脱羡,而是代表了黃金分割點(diǎn):
mid = left + F_{block - 1} - 1

  • 算法描述
  1. 將表mid位置記錄的關(guān)鍵字與查找關(guān)鍵字比較萝究,如果兩者相等則表示查找成功;否則利用中間位置記錄將表分成前锉罐、后兩個(gè)子表帆竹。
  2. 如果mid位置記錄的關(guān)鍵字大于查找關(guān)鍵字,則進(jìn)一步查找前一個(gè)子表脓规,否則查找后一個(gè)子表栽连。
  3. 重復(fù)以上過(guò)程,一直到找到滿足條件的記錄為止時(shí)表明查找成功侨舆。
  4. 如果最終子表不存在秒紧,則表明查找不成功舷暮。
  • 代碼實(shí)現(xiàn)
#pragma mark 斐波那契查找
/// 斐波那契查找
/// @param array 查找數(shù)組
/// @param searchNumber 查找的數(shù)字
- (NSInteger)fibonacciSearch:(NSArray *)array searchValue:(id)searchNumber {
   NSMutableArray *mArray = [NSMutableArray arrayWithArray:array];
   NSArray *fibArray = [self fibonacciArray:30];
   int startIndex = 0;
   int endIndex = mArray.count - 1;
   
   int k = 0;
   
   while (endIndex > ([fibArray[k] intValue] - 1)) {
       k ++;
   }
   
   for (int i = mArray.count; i <= [fibArray[k] intValue]; i ++) {
       mArray[i] = mArray[endIndex];
   }
   
   while (startIndex <= endIndex) {
       int mid = startIndex + [fibArray[k - 1] intValue] - 1;   // 根據(jù)斐波那契數(shù)列進(jìn)行黃金分割
       if ([mArray[mid] intValue] == [searchNumber intValue]) {
           if (mid <= array.count - 1) {
               return mid;
           } else {
               // 說(shuō)明查找得到的數(shù)據(jù)元素是補(bǔ)全值
               return array.count - 1;
           }
       } else if ([mArray[mid] intValue] > [searchNumber intValue]) {
               endIndex = mid - 1;
               k = k - 1;
       } else if ([mArray[mid] intValue] < [searchNumber intValue]) {
           startIndex = mid + 1;
           k = k - 2;
       }
   }
   return -1;
}

/// 獲得一個(gè)斐波那契數(shù)組
/// @param size 數(shù)組大小
- (NSArray *)fibonacciArray:(NSInteger)size {
   NSMutableArray *array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:size];
   array[0] = @1;
   array[1] = @1;
   
   for (int i=2; i < size; i++) {
       array[i] = @([array[i-1] longLongValue] + [array[i-2] longLongValue]);
   }
   return array;
}
//調(diào)用
NSArray *fibonacciArray = @[@1,@3,@5,@7,@8,@10,@13,@15,@17,@19,@21];
NSLog(@"斐波那契查找:%ld", [self fibonacciSearch:fibonacciArray searchValue:@19]);
  • 算法分析

在最壞情況下,斐波那契查找的時(shí)間復(fù)雜度還是O(log_2{n})噩茄,且其期望復(fù)雜度也為O(log_2{n}),但是與折半查找相比复颈,斐波那契查找的優(yōu)點(diǎn)是它只涉及加法和減法運(yùn)算绩聘,而不用除法,而除法比加減法要占用更多的時(shí)間耗啦,因此凿菩,斐波那契查找的運(yùn)行時(shí)間理論上比折半查找小,但是還是得視具體情況而定帜讲。

六衅谷、二叉樹(shù)查找

二叉查找樹(shù)(Binary Search Tree,BST)是一種特殊的二叉樹(shù)似将,一棵二叉搜索樹(shù)(BST)是一棵二叉樹(shù)获黔,其中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都要大于其左子樹(shù)中任意節(jié)點(diǎn)的值而小于右子樹(shù)中任意節(jié)點(diǎn)的值在验。

  • 算法描述
  1. 如果二叉查找樹(shù)為空玷氏,則返回空操作,否則腋舌,執(zhí)行一下操作盏触;
  2. 先取根節(jié)點(diǎn),如果節(jié)點(diǎn) X 等于根節(jié)點(diǎn)块饺,則返回赞辩;
  3. 如果節(jié)點(diǎn)小于根節(jié)點(diǎn),則遞歸查找左子樹(shù)授艰;如果節(jié)點(diǎn)大于根節(jié)點(diǎn)辨嗽,則遞歸查找右子樹(shù)。
  • 代碼實(shí)現(xiàn)
@interface Tree : NSObject
@property (strong, nonatomic) NSNumber *value;//值
@property (assign, nonatomic) int index;//下標(biāo)
@property (strong, nonatomic) Tree *left;//左樹(shù)
@property (strong, nonatomic) Tree *right;//右樹(shù)
- (instancetype)initWithValue:(NSNumber *)value index:(int)index left:(Tree *)left right:(Tree *)right;
@end

@implementation Tree
- (instancetype)initWithValue:(NSNumber *)value index:(int)index left:(Tree *)left >right:(Tree *)right {
   if (self = [super init]) {
       self.value = value;
       self.index = index;
       self.left = left;
       self.right = right;
   }
   return self;
}
@end

#pragma mark 二叉樹(shù)查找
/// 二分法查找
/// @param binaryTree 查找的二叉樹(shù)
/// @param number 查找的數(shù)字
- (NSInteger)binaryTreeSearch:(Tree *)binaryTree searchNumber:(id)number {
   Tree *tree = binaryTree;
   NSInteger index = -1;
   while (tree != nil) {
       if (number < tree.value) {
           tree = tree.left;
       } else if (number > tree.value) {
           tree = tree.right;
       } else if (number == tree.value) {
           index = tree.index;
       }
   }
   return index;
}
  • 算法分析

最優(yōu)情況下想诅,二叉搜索樹(shù)為完全二叉樹(shù)召庞,其時(shí)間復(fù)雜度為:O(log_2{n})
最差情況下,二叉搜索樹(shù)為單支樹(shù), 来破,其時(shí)間復(fù)雜度為:O(n)
一般的篮灼,二叉排序樹(shù)的查找性能在O(log_2{n})到O(n)之間。因此徘禁,為了獲得較好的查找性能诅诱,就要構(gòu)造一棵平衡的二叉排序樹(shù),由此出現(xiàn)了2-3樹(shù)送朱、紅黑樹(shù)娘荡、B樹(shù)干旁、B+樹(shù)等。

七炮沐、哈希表法(散列表)

哈希查找是是一種以 鍵-值(key-indexed) 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)争群,我們只要輸入待查找的值即key,即可查找到其對(duì)應(yīng)的值大年。
哈希表查找又叫散列表查找换薄,通過(guò)查找關(guān)鍵字不需要比較就可以獲得需要記錄的存儲(chǔ)位置,它是通過(guò)在記錄的存儲(chǔ)位置和它的關(guān)鍵字之間建立一個(gè)確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系hashAddress翔试,使得每個(gè) key 對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)位置 hashAddress(key)轻要。若查找集合中存在這個(gè)記錄,則必定在 hashAddress(key) 的位置上垦缅。

  • 算法描述
  1. 用給定的哈希函數(shù)構(gòu)造哈希表冲泥。
  2. 根據(jù)選擇的沖突處理方法解決地址沖突,常見(jiàn)的解決沖突的方法:拉鏈法和線性探測(cè)法
  3. 在哈希表的基礎(chǔ)上執(zhí)行哈希查找
  • 代碼實(shí)現(xiàn)
#pragma mark 哈希查找
/// 哈希查找(未考慮沖突)
/// @param array 查找數(shù)組
/// @param number 要查找元素
- (NSInteger)hashSearch:(NSArray *)array searchNumber:(id)number {
   NSDictionary *hashTable = [self makeHashTable:array];
   if ([hashTable valueForKey:[NSString stringWithFormat:@"%@", number]]) {
       NSInteger index = [[hashTable valueForKey:[NSString stringWithFormat:@"%@", number]] integerValue];
       return index;
   }
   return -1;
}

- (NSDictionary *)makeHashTable:(NSArray *)array {
   NSMutableDictionary *hash = [NSMutableDictionary dictionary];
   for (int i = 0; i < array.count; i++) {
       if (![hash valueForKey:[NSString stringWithFormat:@"%d", i]]) {
           [hash setValue:[NSString stringWithFormat:@"%d", i] forKey:[NSString stringWithFormat:@"%@", array[i]]];
       }
   }
   return hash;
}
NSArray *hashArray = @[@1,@3,@5,@7,@8,@10,@13,@15,@17,@19,@21];
NSLog(@"哈希查找:%ld", [self hashSearch:hashArray searchNumber:@13]);
  • 算法分析

單純論查找復(fù)雜度:對(duì)于無(wú)沖突的Hash表而言壁涎,查找復(fù)雜度為O(1)凡恍。
哈希表可以以極快的速度來(lái)查找、添加或刪除元素(只需要數(shù)次的比較操作怔球。)它比紅黑樹(shù)咳焚、二叉搜索樹(shù)都要快得多。但是哈希表沒(méi)有排序功能庞溜,類似的革半,如尋找最大值、最小值流码、中值這些行為都不能在哈希表中實(shí)現(xiàn)又官。
哈希表的查找過(guò)程基本上和造表過(guò)程相同。一些關(guān)鍵碼可通過(guò)哈希函數(shù)轉(zhuǎn)換的地址直接找到漫试,另一些關(guān)鍵碼在哈希函數(shù)得到的地址上產(chǎn)生了沖突六敬,需要按處理沖突的方法進(jìn)行查找。在介紹的三種處理沖突的方法中驾荣,產(chǎn)生沖突后的查找仍然是給定值與關(guān)鍵碼進(jìn)行比較的過(guò)程外构。所以,對(duì)哈希表查找效率的量度播掷,依然用平均查找長(zhǎng)度來(lái)衡量审编。
查找過(guò)程中,關(guān)鍵碼的比較次數(shù)取決于產(chǎn)生沖突的多少歧匈。如果產(chǎn)生的沖突少垒酬,查找效率就高,如果產(chǎn)生的沖突多,查找效率就低勘究。因此矮湘,影響產(chǎn)生沖突多少的因素,也就是影響查找效率的因素口糕。影響產(chǎn)生沖突多少有以下三個(gè)因素:
 ∶逖簟① 哈希函數(shù)是否均勻;
 【懊琛② 處理沖突的方法券时;
  ③ 哈希表的裝填因子伏伯。
分析這三個(gè)因素,盡管哈希函數(shù)的“好壞”直接影響沖突產(chǎn)生的頻度捌袜,但一般情況下说搅,我們總認(rèn)為所選的哈希函數(shù)是“均勻的”。因此虏等,可不考慮哈希函數(shù)對(duì)平均查找長(zhǎng)度的影響弄唧。
哈希表的裝填因子定義為 α = \frac{填入表中元素的個(gè)數(shù)}{哈希表的長(zhǎng)度}
是哈希表裝滿程度的標(biāo)志因子。由于表長(zhǎng)是定值霍衫,α與“填入表中的元素個(gè)數(shù)”成正比候引,所以,α越大敦跌,填入表中的元素較多澄干,產(chǎn)生沖突的可能性就越大;α越小柠傍,填入表中的元素較少麸俘,產(chǎn)生沖突的可能性就越小。
實(shí)際上惧笛,哈希表的平均查找長(zhǎng)度是裝填因子α的函數(shù)从媚,只是不同處理沖突的方法有不同的函數(shù)。下表為幾種不同處理沖突方法的平均查找長(zhǎng)度:

處理沖突的方法 2+ 查找成功時(shí) 查找不成功時(shí)
線性探測(cè)法 Hnl = \frac{1}{2}(1 + \frac{1}{1 - α}) Unl = \frac{1}{2}(1 + \frac{1}{(1 - α)^2})
二次探測(cè)法與再哈希法 Hnl = -\frac{1}{α}ln{(1-α)} Unl = \frac{1}{1 - α}
鏈地址法 Hnl = 1 + \frac{α}{2} Unl = α + e ^{-α}

哈希方法存取速度快患整、節(jié)省空間拜效,靜態(tài)查找、動(dòng)態(tài)查找均適用各谚,但由于存取是隨機(jī)的紧憾,因此,不便于順序查找昌渤。

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